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本文主要采用扫描Kelvin探针,结合EIS、光学显微镜、SEM、光泽度等分析手段,研究了有机涂层在干湿周浸、盐雾、浸泡三种典型腐蚀失效环境中和老化失效后的微区电化学行为。
干湿周浸、盐雾环境中,环氧涂层不同的层结构导致缺陷处Kelvin电位的特征分布。电解质溶液渗透和膜下腐蚀反应是渐进的过程,电解液的渗透达到饱和、膜下腐蚀反应达到最快时,Kelvin电位会达到最小值;锈层使Kelvin电位上升。盐雾环境中,电解质溶液持续渗透,腐蚀性极强的盐雾颗粒和产生的NaCl颗粒附着在试样表面,KPmin在起始阶段达到最小值。Kelvin电位分布峰直径随时间延长变大,说明剥离区域增加,界面可能发生阴极剥离过程。干湿周浸环境下腐蚀倾向性在试验开始5h达到最大;盐雾环境下在试验开始阶段腐蚀倾向性达到最大并高于干湿周浸环境下的腐蚀倾向性。
浸泡环境中,浸泡和非浸泡区域的Kelvin电位三维分布图呈现明显高低分布。Kelvin电位下降后上升,与干湿交替试验情况机制相同。浸泡2-7天时,由于金属表面状态、环氧涂层与金属基体结合程度、环氧涂层表面状态的不均匀性,环氧涂层各处的环氧涂层中的含水量、电解质溶液的渗透及膜下腐蚀反应速度等不同,Kelvin电位分布不均匀。3.5%NaCl溶液电导率较高,膜下腐蚀反应速度较快,体系很快达到平衡,Kelvin电位回升。去离子水电导率较低,腐蚀反应速率较低,不稳定的过程维持很长时间。
丙烯酸聚氨酯涂层老化失效后,老化降解严重的破坏了涂层的表面状态,涂层的阻抗下降,失光率上升。由于表面状态和涂层结构发生改变,Kelvin电位上升,且随着老化时间延长而增大。扫描Kelvin探针评价涂层的老化性能比采用传统的EIS方法更与失光率吻合,二者都呈指数上升。