论文部分内容阅读
涂覆有机涂层是目前使用最为广泛且有效的金属防腐蚀方法，其中熔结环氧粉末（简称FBE）涂层因具有环境友好及优异的防护性能等特点，被广泛应用于重腐蚀环境下钢结构的防腐。FBE涂料与传统液体涂料涂装方式存在差异，其中金属基体预热处理是FBE涂料所特有的工艺环节，是保证FBE涂层优异防护性能的前提。由于不同工件或同一工件不同部位预热到指定温度的时间存在较大差异，先达到指定温度的区域会处于长时间的预热状态。在FBE实际涂装过程中基体“发蓝”现象往往是由“过加热”造成的，这种不均匀的加热会造成不同的界面状态。由于基体表面物理化学状态显著影响涂层体系的结合性能和防腐性能，而FBE涂装过程中基体界面状态的改变对FBE涂层防护性能的影响研究较少。因此，有必要研究不同预热时间对FBE涂层在基体表面防护性能的影响。 基于上述背景，本文通过力学测试手段和表面测试技术等，研究了210℃下，基体的预热时间对熔结环氧粉末涂层/Q345钢界面结合性能的影响，并探讨了基体表面状态变化与涂层体系结合性能的相关性。采用电化学阻抗谱(EIS)和扫描电镜(SEM)分析技术，研究了210℃下基体的预热时间对熔结环氧粉末涂层/Q345钢体系失效行为的影响，探讨了涂层体系结合性能与涂层下金属基体腐蚀过程的相关性。力求揭示不同预热时间对FBE涂层在Q345表面防护性能的影响规律，为工程应用提供理论和实践指导。 首先，通过拉伸实验和湿附着力评级实验，研究了210℃下基体的预热时间对熔结环氧粉末涂层/Q345钢界面结合性能的影响。结果表明，预热时间对涂层体系结合性能影响显著，Q345基体在210℃下预热6h其结合性能达到最佳。其次，采用激光共聚焦显微镜(CLSM)、AFM、XPS等表面测试技术分别对基体表面形貌、粗糙度和化学成分进行表征，探讨了基体表面状态变化与涂层体系结合性能的相关性。结果表明，预热处理使得Q345基体表面生成致密氧化膜，氧化膜成分由外到内依次为Fe2O3层、Fe2O3和Fe3O4过渡层和Fe3O4层。随着预热时间延长，表层Fe2O3厚度基本不变，内层Fe3O4逐渐增厚，基体表面粗糙度改变;基体表面粗糙度的改变影响涂层体系结合性能。 最后通过电化学阻抗谱(EIS)研究了210℃下基体的预热时间对熔结环氧粉末涂层/Q345钢体系失效行为的影响，利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对涂层底部金属表面的腐蚀产物进行了分析，探讨了涂层体系结合性能与涂层下金属基体腐蚀过程的相关性。结果表明，基体的预热时间对涂层体系结合性能影响显著，结合性能的差异导致涂层下金属基体腐蚀过程不同。基体预热时间为0h、2h时，涂层体系结合性能差，涂层/金属界面处富氧，涂层下金属腐蚀反应开始较早，阴极反应主要为O2还原反应，腐蚀纵向发展快，金属基体易发生点蚀;基体预热时间为6h、12h时，涂层体系结合性能好，涂层下金属腐蚀反应开始较晚，涂层/金属界面处贫氧，铁氧化物参与阴极反应，腐蚀横向发展快，更接近于均匀腐蚀行为。