聚苯胺对涂层中镁粉活性及阴极保护性能的影响(附件)【字数：17792】
摘 要摘 要环氧富镁涂层是镁合金表面具有良好防护效果的有机涂层之一，涂层中的镁粉可以作为牺牲阳极对遭到破坏的涂层起保护作用，以此降低腐蚀速度。其缺点是镁粉反应活性大，消耗较快，并且涂层屏蔽性能差。而各项试验表明，聚苯胺涂层屏蔽性能好，应用于镁合金保护还可以将多孔腐蚀产物转化为细孔产物。为此，本实验综合两种涂层的优点，将掺杂后的聚苯胺（主要是为了提高聚苯胺结晶度和导电性）加入到富镁涂层当中，通过Machu测试、开路电位、交流阻抗测试及扫面电镜观察等研究涂层的防护效果以及涂层当中镁粉活性的变化。研究发现（1）涂层中的聚苯胺可提高涂层的附着力，抑制腐蚀在基体上的扩展；（2）添加聚苯胺可增强涂层稳定性，延长涂层的长时间耐浸泡性能；（3）聚苯胺可改善涂层组织致密性，涂层中镁粉形成的腐蚀产物覆盖涂层微孔，减小孔隙，从而增强了涂层的屏蔽性能。关键词镁合金；富镁涂层；聚苯胺； 交流阻抗
目 录
第一章 绪论 1
1.1镁及镁合金简介 1
1.2镁合金腐蚀形式 2
1.2.1镁及镁合金腐蚀概述 2
1.2.2镁合金主要的腐蚀形式 2
1.3镁合金的防腐蚀技术 6
1.3.1化学氧化 6
1.3.2阳极氧化 6
1.3.3 金属涂层 6
1.3.4有机涂层 7
1.4本论文的研究内容与研究意义 8
1.4.1主要研究内容 8
1.4.2研究意义 9
第二章 实验材料及其实验方法 10
2.1 实验材料 10
2.2 实验仪器 10
2.3 试样制备 10
2.4 测试方法 11
2.4.1 X射线衍射测试 11
2.4.2 Machu测试实验 11
2.4.3 交流阻抗测试 12
2.4.4 扫描电镜观察 13
2.4.5 试样编号及分组 13
第三章 实验结果与讨论 14
3.1 聚苯胺的XRD分析 14
3.2 Machu测试 14
3.3 开路电位变化 18
3 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
.4完整漆膜电化学交流阻抗分析 19
3.4.1 Nyquist图和波特图 19
3.4.2 低频阻抗值变化图分析 24
3.4.3 等效电路拟合 25
3.5 涂层修复性能分析 28
3.5.1 含有点缺陷涂层的EIS图谱分析 28
3.5.2扫描电子显微镜照片分析 33
结 论 37
致 谢 38
参考文献 39
第一章 绪论
1.1镁及镁合金简介
镁在自然界中大量存在，存储量十分丰富，其在地壳中的所占比例排名第八，占地壳质量组成的2.5%。镁及其合金有着较低的熔点，很容易发生氧化反应和燃烧[1]。
镁的发现始于1808年，一直到20世纪初飞行工具的出现才得到广泛的重视，当时因其重量轻的特点主要运用在飞行领域。纯镁的力学性能偏低，但是经过各种元素的加入构成合金而后经过热处理，它的强度会得到很大的提高[1]。镁及镁合金的机械加工性能较好，既能够以铸造成形的方式制备出各种铸件或压铸件，也能够经过塑性加工和热处理成型方式加工出所需的各种规格、性能、品种和用途的管、棒、板、带、条、箔材和锻件等半成品，之后经切削加工、冷冲成型和表面处理等加工方式制成零件和部件[2]。
与其他材料相比，镁合金具有消震性能好、比强度和比刚度高、良好导热能力、无毒、无磁、还原性强等特点[3]。在现有的工程金属里，镁的密度最小，只有1.74g/cm3，比钢、锌、铝的密度都要低，因而镁合金的刚性非常好，并且其刚度随着厚度的增加成立方比增加，所以它可用于制造刚性好的整体构件；镁合金因其较好的韧性，在外力作用下会产生较大的变形，受冲击时会吸收大部分的能量，减震性能强，适合于受冲击的零件，又由于它的阻尼容量很高，又是用于降低工人疲劳的理想材料；镁合金可作为良好的压铸材料，由于较好流动性和快速凝固的特点，能够生产表面精细，有棱角的零件；镁合金属于常用金属中最易于切削加工的金属材料，在切削过程中只需要硬度低的刀具就能够快速的进行加工，而且不需要磨削和抛光，只需要用抛光液就可以是表面光洁[4]。综合以上优点，因而镁合金被广泛应用于武器设备、航天航空、交通运输各个方面，使用量每年以25%左右的速率增长，比铝、铜、锌、钢铁增长快得多，在未来有着广阔的应用前景[5]。
现今镁合金的应用主要体现在以下几个方面：（1）冶金工业：镁在冶金中主要是用于作为铝合金里面的添加元素以及对钢铁进行脱硫处理。在二者之中，前者是最大的消费区域。2002年我国用镁量占全世界的总消费量39.98%，紧接着在2003年用镁量增加到41%。（2）3C领域：镁合金具有的高强度性能、抗撞击性能及良好的比强度，与3C产品所要求的高度集成化、抗摔撞及电磁屏蔽、环保、散热等相符，在外壳和零部件的研发和应用中受到广泛的追捧。（3）电化学用镁：电化学用镁是指用镁牺牲阳极进行阴极保护。镁牺牲阳极具有不需外加直流电源，不需要维护，占地面积少，工程费用低与不受外界环境干扰的优点，应用于天然气气，石油管道，机场，石化工厂以及换热器等设备。（4）医药用镁：人体细胞中镁离子的存在具有重要的意义，它在许多生物活动中发挥着重要作用，此外许多疾病都与之密切相关[3]。（5）汽车工业：汽车工业是镁工业迅猛发展的主要推动力，镁合金在汽车领域用于发动机、车轮、座椅架、变速箱和仪表盘等部件[6]。现今汽车工业所用镁合金材料用量最多的国家和地区主要有北美、欧洲、日本和韩国[7]。（6）航空航天材料：轻量化是航空航天构件材料的重要发展方向之一。镁合金由于其密度小的特点，其应用能够减轻飞机负重和提高飞行器的作战效果，同时节省了耗油量，降低该领域的发展成本[8]。
1.2镁合金腐蚀形式
1.2.1镁及镁合金腐蚀概述
目 录
第一章 绪论 1
1.1镁及镁合金简介 1
1.2镁合金腐蚀形式 2
1.2.1镁及镁合金腐蚀概述 2
1.2.2镁合金主要的腐蚀形式 2
1.3镁合金的防腐蚀技术 6
1.3.1化学氧化 6
1.3.2阳极氧化 6
1.3.3 金属涂层 6
1.3.4有机涂层 7
1.4本论文的研究内容与研究意义 8
1.4.1主要研究内容 8
1.4.2研究意义 9
第二章 实验材料及其实验方法 10
2.1 实验材料 10
2.2 实验仪器 10
2.3 试样制备 10
2.4 测试方法 11
2.4.1 X射线衍射测试 11
2.4.2 Machu测试实验 11
2.4.3 交流阻抗测试 12
2.4.4 扫描电镜观察 13
2.4.5 试样编号及分组 13
第三章 实验结果与讨论 14
3.1 聚苯胺的XRD分析 14
3.2 Machu测试 14
3.3 开路电位变化 18
3 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
.4完整漆膜电化学交流阻抗分析 19
3.4.1 Nyquist图和波特图 19
3.4.2 低频阻抗值变化图分析 24
3.4.3 等效电路拟合 25
3.5 涂层修复性能分析 28
3.5.1 含有点缺陷涂层的EIS图谱分析 28
3.5.2扫描电子显微镜照片分析 33
结 论 37
致 谢 38
参考文献 39
第一章 绪论
1.1镁及镁合金简介
镁在自然界中大量存在，存储量十分丰富，其在地壳中的所占比例排名第八，占地壳质量组成的2.5%。镁及其合金有着较低的熔点，很容易发生氧化反应和燃烧[1]。
镁的发现始于1808年，一直到20世纪初飞行工具的出现才得到广泛的重视，当时因其重量轻的特点主要运用在飞行领域。纯镁的力学性能偏低，但是经过各种元素的加入构成合金而后经过热处理，它的强度会得到很大的提高[1]。镁及镁合金的机械加工性能较好，既能够以铸造成形的方式制备出各种铸件或压铸件，也能够经过塑性加工和热处理成型方式加工出所需的各种规格、性能、品种和用途的管、棒、板、带、条、箔材和锻件等半成品，之后经切削加工、冷冲成型和表面处理等加工方式制成零件和部件[2]。
与其他材料相比，镁合金具有消震性能好、比强度和比刚度高、良好导热能力、无毒、无磁、还原性强等特点[3]。在现有的工程金属里，镁的密度最小，只有1.74g/cm3，比钢、锌、铝的密度都要低，因而镁合金的刚性非常好，并且其刚度随着厚度的增加成立方比增加，所以它可用于制造刚性好的整体构件；镁合金因其较好的韧性，在外力作用下会产生较大的变形，受冲击时会吸收大部分的能量，减震性能强，适合于受冲击的零件，又由于它的阻尼容量很高，又是用于降低工人疲劳的理想材料；镁合金可作为良好的压铸材料，由于较好流动性和快速凝固的特点，能够生产表面精细，有棱角的零件；镁合金属于常用金属中最易于切削加工的金属材料，在切削过程中只需要硬度低的刀具就能够快速的进行加工，而且不需要磨削和抛光，只需要用抛光液就可以是表面光洁[4]。综合以上优点，因而镁合金被广泛应用于武器设备、航天航空、交通运输各个方面，使用量每年以25%左右的速率增长，比铝、铜、锌、钢铁增长快得多，在未来有着广阔的应用前景[5]。
现今镁合金的应用主要体现在以下几个方面：（1）冶金工业：镁在冶金中主要是用于作为铝合金里面的添加元素以及对钢铁进行脱硫处理。在二者之中，前者是最大的消费区域。2002年我国用镁量占全世界的总消费量39.98%，紧接着在2003年用镁量增加到41%。（2）3C领域：镁合金具有的高强度性能、抗撞击性能及良好的比强度，与3C产品所要求的高度集成化、抗摔撞及电磁屏蔽、环保、散热等相符，在外壳和零部件的研发和应用中受到广泛的追捧。（3）电化学用镁：电化学用镁是指用镁牺牲阳极进行阴极保护。镁牺牲阳极具有不需外加直流电源，不需要维护，占地面积少，工程费用低与不受外界环境干扰的优点，应用于天然气气，石油管道，机场，石化工厂以及换热器等设备。（4）医药用镁：人体细胞中镁离子的存在具有重要的意义，它在许多生物活动中发挥着重要作用，此外许多疾病都与之密切相关[3]。（5）汽车工业：汽车工业是镁工业迅猛发展的主要推动力，镁合金在汽车领域用于发动机、车轮、座椅架、变速箱和仪表盘等部件[6]。现今汽车工业所用镁合金材料用量最多的国家和地区主要有北美、欧洲、日本和韩国[7]。（6）航空航天材料：轻量化是航空航天构件材料的重要发展方向之一。镁合金由于其密度小的特点，其应用能够减轻飞机负重和提高飞行器的作战效果，同时节省了耗油量，降低该领域的发展成本[8]。
1.2镁合金腐蚀形式
1.2.1镁及镁合金腐蚀概述
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