6月26-28日·湖北武汉 | 2024中国涂料工业未来技术发展大会

中国腐蚀与防护学会荣誉理事长、北京化工大学教授/博士生导师左禹:工程涂层服役性能试验方法与电化学测试技术


2024-06-27  326

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  左禹教授在报告中介绍了评价涂层性能的试验方法,指出不同试验条件下的涂层失效机制不同,紫外-冷凝试验主要模拟日照、高温和干湿交替等因素的作用;盐雾试验重点反映涂层抗海水渗透的性能;循环加速试验综合了上述几种因素变化,能更好反映海洋大气环境中复合涂层的失效过程。要根据涂层实际服役条件设计、选择适当的循环加速试验方案。现有的方法主要针对已失效或产生严重缺陷的涂层进行检测,不能实时跟踪涂层内部的状态及服役性能的变化,因此电化学测试技术成为当前追踪测试涂料性能最佳途径。

  左禹教授深入浅出地通过原理、示例、结果判据等指出电化学阻抗谱技术能够获得涂层电阻、电容、界面反应等涂层内部信息,从而了解在役涂层内部状况和服役性能变化,是涂层服役性能测试的有效手段。其中,涂层电阻Rc可以用来评估涂层孔隙率、缺陷和屏蔽性能;涂层电容Cc可以用来评估涂层的渗透性与含水量;电化学反应电阻Rt可以用来评估涂层内或涂层下方金属的腐蚀;双电层电容Qdl可以用来评估界面性质及涂层附着状况;可以用来评估扩散阻抗W可以用来评估出现扩散控制的界面反应过程。

  但EIS技术图谱解析复杂,测试时间长,数据重现性不理想,仪器昂贵,主要用于实验室的科研中,很难用于工程现场测试。左禹教授表示,可通过Bode图可重点探寻相角与涂层保护性能的关系。中频区相角能够定性表征涂层保护性能,尤其是10 Hz相位角与涂层阻抗值的变化趋势具有良好的一致性,相角曲线的转折对应于金属/涂层界面反应,10 Hz相角降低到10°~15°以下,涂层基本失去保护性能。报告展示了多种典型钢结构涂层配套体系在模拟海洋环境中的失效机制以及涂层失效进程中的理化、结构演变与电化学阻抗测试参量之间的关系。实验结果表明,不同腐蚀环境中,涂层破坏机理不同,破坏速率差别很大,但10Hz相角与涂层低频阻抗保持同步变化。因此,可以依据电化学阻抗谱中频区的相角值对工程结构涂层的服役性能进行现场快速测试与评价,实现现场涂层检测、性能评估与寿命预测,对涂层安全可靠服役起到保障作用。

  并以此研究开发了便携式阻抗测试仪,报告展示其在实际案例中的应用,取得了良好的检测效果。

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