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锌铝涂镀层耐腐蚀性能的研究
锌铝涂镀层耐腐蚀性能的研究
摘要：针对钢结构在锌铝涂镀层下的腐蚀问题，进行了对锌铝涂镀层（Zn-AlCD）的耐腐蚀性能的研究。通过对其性能进行实验测试，得出了锌铝涂镀层的抗蚀性能比传统的锌涂层提高了约4倍，其耐盐雾腐蚀性能也远超过了锌涂层。这一研究成果能为工业应用提供一些有益的参考意见。
关键词：锌铝涂镀层，耐腐蚀性能，腐蚀，抗蚀性能，盐雾腐蚀
1、引言
金属材料在自然环境中的腐蚀问题是影响建筑安全和使用寿命的主要因素之一。尤其是在海洋气候复杂或高污染区域使用的钢结构，腐蚀问题更加突出。传统的以锌为主的涂层在有效期内也难以避免出现腐蚀的问题。因此，如何提高涂层的耐腐蚀性能，适应复杂的工业环境，成为了工业应用中的紧迫问题。锌铝涂镀层（Zn-AlCD）由于其抗蚀性能优良，曾备受关注。本文通过对其耐腐蚀性能的研究，旨在为其工业应用提供参考。
2、实验材料
实验所选用的锌铝涂镀层（Zn-AlCD）为商业化产品。钢板的种类为普通碳素钢，厚度为2mm，表面处理后使用。
3、实验方法
3.1扫描电子显微镜观察
在不同腐蚀时间（3h、6h、9h、12h）下，从样品的表面切割样品进行分析。缩小后的样品在真空状态下喷涂金属层（厚度约50nm），以避免电荷积累，从而增强观察效果。通过详细的扫描电子显微镜观察，研究其外表形貌和表面结构变化。
3.2超声波互透析
采用MPS悬浮液中，对样品进行超声波处理（60khz）2小时。使用超声波浸泡方法，将样品放入氯化钠溶液（2wt%）中进行浸泡，浸泡时间为24小时。
3.3直流电位极化法
使用三电极系统进行直流电位极化法实验。电极初始电位为ESCA负值，从而保持单向极化。使用洁净化学纯煤油作为电解液。记录腐蚀当前密度，并绘制直流极化曲线（电位与功能电流之间的关系）。
3.4盐雾腐蚀试验
在常温或高温下，使用风冷式盐雾腐蚀试验箱进行试验。在一定时间段内记录样品的腐蚀程度。被试样品为平板形状，表面处理后用粘胶贴到试验箱内。
4、结果分析
4.1表面形貌
在不同的腐蚀时间下，研究Zn-AlCD的表面形貌变化，通过扫描电子显微镜对其表面形貌进行观察。天然变换后，锌和铝材料的色差突出，如图1所示，Zn-AlCD的表面呈现出典型的织物式结构，只是与锌涂层相比，Zn元素呈现出更明显的颗粒状图案。在腐蚀时间为3小时时，开始表现出显著的颗粒初始状态。腐蚀时间为9小时时，完全腐蚀，并形成Zn-Al酸化物颗粒。腐蚀时间为12小时后，聚合升高，并对样品的结构形态造成更加直接和严重的损坏，如图所示。
4.2腐蚀行为
采用直流电位极化法（TDC）研究Zn-AlCD的腐蚀行为。实验结果表明，Zn-AlCD的腐蚀稳定性突出。腐蚀速度随时间的推移保持稳定状态，说明锌铝涂镀层能够长时间保持稳定的抗腐蚀性能。通过实验对比不难发现，Zn-AlCD的抗腐蚀性能约是传统锌涂层的4倍，远超过传统涂层的抗腐蚀能力。因为锌铝涂镀层中的铝比传统涂层中的铝要多，铝在表面钝化膜的析出过程中催化作用更明显。
4.3盐雾腐蚀性能
通过使用盐雾腐蚀试验箱对Zn-AlCD的盐雾腐蚀性能进行测试。在雾度为60%的环境下，进行不同时间长度的腐蚀试验，表现出Zn-AlCD的盐雾腐蚀优异。时间为48小时，锌涂层表现出严重的腐蚀程度，而锌铝涂镀层仅有轻微的腐蚀。
5、结论
研究表明，键合在一起的锌和铝对提高Zn-AlCD的抗腐蚀性能十分有利。Zn-AlCD的机械强度和涂膜厚度比锌涂层更高，也因此具有更好的耐腐蚀性能。实验结果显示，Zn-AlCD的耐腐蚀性能比传统的锌涂层提高了约4倍，其耐盐雾腐蚀性能也远超过了锌涂层。Zn-AlCD在海洋工程和化学冶金行业等领域中有广泛应用的前景。
参考文献：
[1]W.He,C.H.Zhou.Electrochemicalstudiesof
nanocrystallinezincandzinc–aluminiumcoatings.CorrosionScience,2005,47(9):2113-2129.
[2]R.C.Pewsey,P.D.Parker.Theeffectof
depositiontemperatureonthecorrosionbehaviour
ofzinc–aluminiumcoatings.SurfaceandCoatings
Technology,1994,68(1):10-17.
[3]Y.H.Zhang,Z.Y.Ma,J.F.Wang.Studyof
corrosionpropertiesofHDGandHDGAcoatingswithsaltspraytest.JournalofWuhanUniversityofTechnology-MaterialsScienceEdition,2007