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1、中圖分類號：TG178論文編號：102870618-SZ037學(xué)科分類號：085204碩士學(xué)位論文高鋁鋅基合金涂層的耐蝕機(jī)理研究研究生姓名蘇楓專業(yè)類別工程碩士專業(yè)領(lǐng)域材料工程指導(dǎo)教師張平則教授南京航空航天大學(xué)研究生院材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMaterialScienceandTechnologyResearchonAnti-corrosionMechanismo
2、fHighAlZn-basedAlloyCoatingsAThesisinMaterialEngineeringBySuFengAdvisedbyProfessorZhangSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要Zn-15Al合金由于結(jié)合了鋅的犧牲陽極作用和鋁良好的耐蝕性，具有良好的電化學(xué)保護(hù)作用和優(yōu)異的耐鹽霧腐蝕性能，因而在鋼鐵材料的腐蝕
3、保護(hù)中應(yīng)用廣泛。但是Zn-15Al合金涂層長期在高溫、高濕、高鹽霧等惡劣條件下服役會導(dǎo)致其耐蝕性能減弱，服役壽命明顯降低。因此，開發(fā)新型的Zn-Al合金材料，深入研究涂層的耐蝕機(jī)理，對延長涂層的服役壽命及降低使用成本具有很重要的意義。本文采用電弧噴涂方法制備Zn-15Al和Zn-50Al合金涂層，熱浸鍍方法制備Zn-50Al-1Si,Zn-50Al-1Si-0.05RE和Zn-50Al-1Si-0.05RE-0.7Mg合金鍍層。通過鹽霧腐蝕和電化學(xué)方法測試不同合金層的耐蝕性能，并深入探究其耐蝕機(jī)理。根據(jù)電化學(xué)
4、試驗(yàn)測試得到的極化曲線及腐蝕電流密度等進(jìn)行當(dāng)量折算系數(shù)的計(jì)算。研究結(jié)果表明：熱噴涂鋅鋁合金涂層外表光滑平坦，沒有出現(xiàn)細(xì)紋、鼓包等缺陷，相對來說Zn-50Al合金涂層顏色更亮，表面缺陷更少。兩種涂層的微觀組織結(jié)構(gòu)均勻致密，呈片狀結(jié)構(gòu)覆蓋在基體表面，能有效提高涂層物理屏蔽效果。在鹽霧氣氛中，Zn-15Al的腐蝕機(jī)制主要是鋅的腐蝕產(chǎn)物的自封閉效果，而Zn-50Al的腐蝕機(jī)制主要是鋁氧化物的屏蔽效果。隨著涂層中鋁含量的增加，極化電位正移，腐蝕傾向減小。Zn-50Al-1Si，Zn-50Al-1Si-0.05RE和Zn
5、-50Al-1Si-0.05RE-0.7Mg三種合金鍍層比較后發(fā)現(xiàn)，添加RE和Mg后，合金鍍層具有更細(xì)小致密的顯微結(jié)構(gòu)，能夠減緩陰極溶解氧的還原反應(yīng)，阻礙氧化鋅的形成，從而抑制氧的還原，提高腐蝕產(chǎn)物中鋅和氧化鋁的含量，并大大提高了其抗蝕能力。三種合金鍍層都能為基體陰極保護(hù)提供足夠的驅(qū)動力，但Zn-50Al-1Si-0.05RE-0.7Mg合金鍍層具有最高的極化電位，可以提供更長效的保護(hù)。Zn-15Al和Zn-50Al合金涂層以及Zn-50Al-1Si，Zn-50Al-1Si-0.05RE和Zn-50Al-1S
6、i-0.05RE-0.7Mg合金鍍層的腐蝕電位均隨NaCl溶液濃度的升高而降低，其中鋅鋁合金鍍層的腐蝕電位相對穩(wěn)定，集中在區(qū)間-1.00V至-1.02V(vs.SCE)受NaCl溶液濃度影響較小。根據(jù)當(dāng)量折算法，得到五種合金層在不同濃度NaCl溶液與水介質(zhì)的折算關(guān)系，為試驗(yàn)室加速環(huán)境譜的編制提供了依據(jù)。關(guān)鍵詞：高鋁鋅基合金層；顯微組織；耐蝕機(jī)理；電化學(xué)測試；當(dāng)量折算系數(shù)I高鋁鋅基合金涂層的耐蝕機(jī)理研究II南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTZn–Alalloycoatinghasbeenhighlya
7、ppliedforthelonglastingcorrosionprotectionofsteelbycombiningthesatisfactoryerosionresistanceofaluminumwithagreatgalvanicprotectionofzinc.However,thecorrosionresistanceofZn-15Alalloycoatingwillbeweakenedexposedtotheenvironmentswithhightemperature,highhumidit
8、y,highsaltfogandotherbadconditions,andtheservicelifeofthecoatingwillbeobviouslyreduced.Therefore,itisofgreatsignificancetodevelopsomenewZn-Alalloycoatingsandtoanalyzetheanticorrosionmechanismofthesecoa
