【摘 要】
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环氧富锌涂层(ZRE)在海上风电、高速列车中防腐蚀方面得到了广泛应用,富锌涂层中作为牺牲阳极相的Zn粉利用率与涂层中的微导电通道有关.通过向ZRE中添加石墨烯纳米片(GNP)来
【机 构】
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中车青岛四方机车车辆股份有限公司,华中科技大学化学与化工学院
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环氧富锌涂层(ZRE)在海上风电、高速列车中防腐蚀方面得到了广泛应用,富锌涂层中作为牺牲阳极相的Zn粉利用率与涂层中的微导电通道有关.通过向ZRE中添加石墨烯纳米片(GNP)来提高ZRE的屏蔽性能和涂层中Zn粉的阴极保护效率,研究了添加0.5％(质量分数)GNP的ZRE涂层对碳钢保护的长效性影响.利用SEM和光学显微镜对模拟海水浸泡后的涂层表面微观形貌和碳钢基体的宏观形貌进行表征;通过对比涂层电化学阻抗中的特征低频阻抗|Z|0.01Hz和特征频率f-45°随时间的变化规律,发现GNP可显著提升ZRE涂层的耐蚀能力.采用微区电化学测试技术(SVET)研究了表面带模拟缺陷ZRE涂层在模拟海水中的腐蚀发展过程,发现GNP可显著扩展Zn粉的牺牲阳极保护区域,可将40％(质量分数,下同)Zn含量的ZRE涂层的|Z|0.01Hz提高1个数量级.在120 h浸泡周期内,含GNP的ZRE涂层可以为缺陷下的碳钢基体提供有效的阴极保护.进一步研究表明:0.5％的GNP对40 ％ZRE防腐蚀性能提升最明显,其次是70％ZRE和10％ZRE.这是因为ZRE涂层内均匀分散的GNP片层结构不仅可显著提升ZRE涂层的物理屏蔽性能,同时还通过GNP-Zn微电偶激活了Zn粉牺牲阳极活性,以及通过桥梁作用强化了Zn颗粒之间的联络导电能力,从而提高了涂层中Zn粉的利用效率.
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