电弧喷涂涂层防腐性能的研究现状和展望

摘 要： 本文介 绍 了电孤喷涂 的防腐蚀性能 ， 比较分析 电孤喷涂 涂层防 腐性 能 ， 点介 绍电孤喷涂 复合涂层防腐性能的研 究现状 ； 出 了 重 提
电孤喷涂 复合涂 层研 究 发展方 向 。 关键词 ： 电孤喷涂 纺底性能 复合涂 层 中图分类号： ｌ ＴＩ ２４ 文献标识码 ： Ａ
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Ｓｃｉ ｅｎｃｅ ａｎ Ｔｅ ｎ Ｏｇｙ ｎ ｄ ｃｈ ＯＩ Ｉｎｏｖａｔｏｎ ｉ Ｈｅｒ ｄ ａｌ
高 新 技 术
电弧喷涂涂层防腐性 能的研 究现状和展望
黄国华 陈安军 （ 江南大学机械工程学院 江苏无锡 ２ ４ ２ ） １ １ ２
文章编号 ： ６ ４ ０ ８ ２ ０ ）７ ｂ－Ｏ ０ —０ １ ７ － ９ Ｘ（０ ８Ｏ （） ０ ８ ２
腐 蚀 危 害 遍 及 日常 生 活 和 所 有 行 业 ， 包 括 冶金 、化 工 、能 源 、矿 山 、交 通 、机 械 、航 空航 天 、信息 、农业 、食品 、医 药 ． 海 洋 开发 、基 础 设 施 等 。金 属 腐蚀 给 国 民 经 济 带 来 的经 济 巨大 损 失 。 据 统 计 ，全 球 每年 腐蚀 经济损 失约 ７ ０ ０亿 美元 ， ０ 占全 国 国民生 产总值 ＧＮＰ的 ２ ％～４ １ ％ｌ。 Ｉ 电弧喷涂 在近 ２ ０年 间获 得迅速发展 ， 目 前 热喷 涂 技 术 中最 受 重 视 的技 术 之 一 ， 在 国 际 上 已部 分 取 代 火 焰 喷 涂 和 等 离 子 喷 涂 ，电弧 喷 涂 长 效 防 腐 是 其 重 要的 应用 领 域 。随 着 电弧喷 涂设 备 及 工 艺 不断 地 完 善 和 向前 发 展 ，电 弧 喷 涂 防 腐蚀 涂 层材 料 也 有较 大 地 突 破 ，向 电弧 喷 涂涂 层材 料 的 专 业 化 、 系列 化 发 展 。 当前 国 内 外针 对 电弧 喷涂 防 腐 涂 层 材料 的 研 究 是 锌丝 、锌 铝 合 金丝 、铝 丝 、镍丝 以及 铝镁 合金丝 等 ，因此 涂 层的 防 腐 蚀性 能 的 研 究 主要 是 针 对 这 些 防 腐 材料 展开 的 。 本 文根 据 国 内外 电弧 喷 涂 复 合 涂 层 的 最新 研 究 动 态 ，对 比 介 绍 电弧 喷 涂 涂 层材 料 的防 腐 蚀 性 能 ，重 点 介绍 复 合 涂 层 防 腐 性 能 的 特 点 ，并 对复 合涂 层研 究 发 展 方 向 进 行了展望。
而 发 生 体 积 膨 胀 ，使 间 隙 愈 合从 而 阻碍 电 化 学 反应 进 一 步 发 展 。 ２ ２ 铝基涂 层 ． Ａ １的 电位 比铁 的 电位低 很 多 ， 够 对 能 钢 铁基 体起 阳极 保 护作 用。 Ａ ｌ和氧具 有很 高 的 亲 和 力 ，能 迅速 形成 坚 固 的致 密 氧 化
单位 开展 了对 Ｚｎ—Ａｌ涂 层的 研究 与应用 。 研究表 明，当涂 层 Ｚｎ 复合材 料涂 层既具有纯 Ｚｎ涂层 对 钢铁 基体 有 效 的 阳极 保 护 且对 裂纹 和 点 腐 蚀 不 敏 感 的特 点 ，又 因 涂 层 中 含有 足 够 ， ３） 当锌 涂 层因选 择 性 溶 解 出现 较 小的 的 Ａｌ 能够形 成完整的 Ａｌ０ 保护膜而 耐腐 不 连 续 间 隙 时 ，锌 涂 层 因 为 形 成 腐 蚀 产物 蚀 ，而 且 减 轻 了喷 涂 层 与 基 体 界 面 处 的
“ 锈 ”缺 陷 ， 少 了喷 涂 过程 中产生 的 有 底 减 害的 Ｚｎ０ 烟 雾量 ， 其适 用于 海水 及 工业 尤 大气环 境 中的钢结 构腐蚀 。Ｚｎ Ａｌ 合材 复 料 涂 层在 各 种 大 气 、淡 水 及 海水 环 境 下 均 具 有 良好 的 耐腐 蚀性 能 ， 耐 蚀性 是 纯 Ｚｎ 其 涂层的 ６～７倍 ， 寿命是纯 Ａｌ 涂层的 １ ５倍， ． 物膜 。 是替代 Ｚ ｎ和 Ａｌ 层的极 有 发展前 途 的耐 涂 铝 和锌 涂 层 之 间的 差 别在 于 它 们的 腐 蚀 金 属 涂 层 。 蚀 产物 性 质 不 同 ， 的 腐蚀 产 物 稍溶 于 水 ， 锌 电弧喷 涂 Ｚ …Ａｌ ｎ 复合 涂层的防 腐原理 ① ② 铝 的 腐蚀 产 物 则转 变 成 为 不 溶 于 水 的氧 化 主要是 ： Ｚｎ的 自我牺牲 保护 作用 ； Ｚｎ、 物 。 因而 锌 涂 层的 防 护 周 期 取 决于 涂 层 厚 Ａ ｌ与大 气 中的氧生 成 氧化膜 且与 大气 中的 度 ， 着时 间推 移 ， 层逐 渐 减 薄 。而 对于 水 分 生 成 凝 胶状 的 水 化 合物 而 起 到钝 化保 随 涂 铝 涂层 ， 它表 面 的 氧化 膜 有 自愈性 能 ， 氧化 护 的作用 ； ③涂 层的屏 蔽作用 。还 发现 Ｚｎ 膜 永 远 存 在 于 表 面 ，一旦 涂 晟 中 的 孔 隙 已 Ａ ｌ 金是 典 型的 伪 合金结 构 ， 腐蚀 过程 合 在 经 被 不 溶 解 的 氧 化物 封 闭 ，只 要涂 层 不 受 中表 面 先 腐 蚀 ，可 形成 不溶 解 的 腐 蚀 产物 磨 损或 机械 损伤 ，涂 层就 不 再 进一 步 消 耗 （ｎ Ｚ Ｏ或 Ｚ ０Ｈ）ＣＯ Ｈ， ， ｎ （ 一 Ｏ）便封闭 了涂层 在 海洋 环境 中 ，铝 涂 层表 面 会 存在 一层 致 表 面 的孔 隙 ， 而 减缓 了孔 隙腐蚀 的发 展 ， 从 密 的氧 化 膜 ，是 经 热 喷 涂 得 到 的 涂 层组 织 即 产生 了 “ 自封 闭”效 应Ｉ Ｉ 。
或 机 械 损 伤 后 显 露 出钢 铁 基 体 时 ，钢 铁 基 体 与 锌 涂 层就 会 构 成 腐 蚀 微 电 池 。 由于 锌 比铁 活 泼 ，所 以 锌 涂 层 充 当 微 电 池 阳 极 被 腐 蚀 ， 能对 基体 起 到很 好 的保 护 作用 ， 它 铁 则成 为 微 电池 阴 极 而 受 到 保 护 。