氧化铝增强无机硅酸锌涂层是一种在钢铁重防腐领域中广泛应用的防护材料。该研究主要探讨了在无机硅酸锌涂层中加入氧化铝颗粒后对涂层的腐蚀防护性能的影响。通过电化学阻抗谱法(EIS),可以有效评估涂层的腐蚀防护性能,并通过对比原始的无机硅酸锌涂层与添加了氧化铝的涂层,进一步分析氧化铝颗粒的加入对于涂层性能的具体影响。
实验的无机硅酸锌涂料为双组分体系,主要由锌粉和硅酸钾溶液组成。实验中分别制备了添加和未添加氧化铝的两种涂层,其中添加氧化铝的涂层中氧化铝粉体的平均粒径为7微米。基材采用的是45钢,并经过了除油除锈的预处理,涂层通过刷涂的方式制备并固化,保证涂层厚度和均匀性。
电化学阻抗谱技术是通过分析涂层在不同浸泡时间内的电化学阻抗谱来评估涂层防护性能的有效手段。实验采用典型的三电极系统,其中工作电极为涂层试样,辅助电极为铂电极,参比电极为饱和甘汞电极。测试频率范围从106Hz至10-2Hz,采用正弦波信号的振幅为10mV。测试时,将待测涂层试样装配在电解池中,使用3.5%NaCl溶液作为腐蚀介质。
实验结果显示,无论是否添加氧化铝,涂层在不同浸泡时间内的电化学阻抗谱均呈现两个容抗弧的特征,表明在涂层和基体金属界面已形成腐蚀微电池。尽管涂层内部存在微孔,但由于涂层固化后金属锌的存在,涂层内部产生的腐蚀产物能够使微孔逐渐被封闭,从而提高涂层的致密性和耐蚀性能。而且,随着浸泡时间的延长,低频容抗弧半径增大,表明涂层的极化电阻增大,耐蚀性提高。
通过电化学阻抗谱的分析,可以观察到添加氧化铝后涂层的腐蚀防护性能有略微的提高。这种改善可能是由于氧化铝颗粒在涂层内部起到了一定的填充作用,减少了腐蚀介质的渗透路径,从而增加了涂层的腐蚀防护能力。此外,氧化铝颗粒可能也参与了涂层内部腐蚀产物的形成,有利于涂层致密化过程,进一步抑制了腐蚀介质的渗透。
通过本研究的电化学阻抗谱测试,可以得知在无机硅酸锌涂料中添加氧化铝颗粒能够提高涂层的耐磨损性能,并对腐蚀防护性能产生正面影响。这对于钢铁重防腐领域中的涂层研发提供了新的方向和理论支持。