AZ31镁合金表面石墨烯改性涂层防腐蚀性能研究

来源 :重庆交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:seacowo
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
镁合金低密度、较高比强度和刚度在轻量化减排设计中具有重要地位,但是镁合金易被腐蚀,降低了镁合金制品的使用时长,阻碍了其在实际生活中的推广和应用。而表面防腐技术可以很好地解决这一问题,其中有机涂层是最具经济效益的一种方法,然而受涂料交联固化影响,有机涂层较易产生孔洞等缺陷。因此,本文选择在涂层中添加石墨烯缓蚀填料来改善涂层防腐蚀的能力。具体操作方法为:在AZ31镁合金表面制备了不同石墨烯添加量改性的环氧树脂涂层和环氧/聚氨酯复合涂层。通过扫描电子显微镜微观观察(SEM)、X射线衍射仪物相检测(XRD)、傅里叶红外光谱检测以及拉曼光谱检测等表征手段和测试方法,研究了不同石墨烯含量对涂层的微观形貌和组成结构的影响。然后使用电化学工作站探究了不同石墨烯含量对涂层耐蚀性能的影响,并结合SEM对电化学腐蚀后的镁合金基体和涂层的微观形貌进行观察,综合分析石墨烯对涂层腐蚀机制的影响。主要得到以下研究结果和结论:(1)采用刷涂技术,在AZ31镁合金表面成功涂覆了不同石墨烯含量改性的环氧树脂涂层和环氧/聚氨酯复合涂层,环氧树脂涂层的厚度为200±20μm,环氧/聚氨酯涂层的厚度为450±20μm。(2)通过对石墨烯和涂层的微观结构和组成结构表征发现,石墨烯表面结构缺陷较低,尺寸在20μm以下,堆叠层数在四层左右,没有发生过多聚合影响自身性能。结构研究发现,在AZ31镁合金表面油性环氧树脂涂层内部石墨烯会与树脂结构中的苯环相互吸引而造成了涂层固化质量降低。油性和水性环氧树脂涂层在石墨烯含量为0.3wt%时均得到了最佳的表面质量;油性环氧/聚氨酯涂层在石墨烯含量为0.3wt%时表面质量最佳,而水性环氧/聚氨酯复合涂层会随着底漆中石墨烯含量的增加导致聚氨酯面漆表面质量下降。(3)电化学检测显示,涂层能为镁合金基体提供良好的耐蚀保护,石墨烯含量分别为0.6wt%和0.3wt%时油性和水性环氧树脂涂层显示出最佳的耐蚀性能,腐蚀电流密度分别由6.20×10-7A/cm2降低到6.96×10-12A/cm2和2.79×10-11A/cm2;石墨烯含量分别在0.3wt%和0wt%时,油性和水性环氧/聚氨酯复合涂层分别具有较高的耐蚀性能,自腐蚀电流密度分别为1.81×10-12A/cm2和5.07×10-12A/cm2。(4)腐蚀后微观形貌观察发现,镁合金表面腐蚀较为严重,点蚀的扩大造成了腐蚀坑和龟裂的产生;石墨烯可以使环氧树脂涂层对腐蚀介质的屏蔽能力提高,减少涂层固化过程中产生的缺陷,因此腐蚀造成的破坏显著减少,镁合金基体耐蚀性能得到提升;对于油性环氧/聚氨酯复合涂层,石墨烯可以改善油性环氧底漆表面质量,促进油性聚氨酯面漆固化良好,提升镁合金耐蚀性能;而对于水性环氧/聚氨酯复合涂层,石墨烯的加入导致水性环氧底漆表面疏水性上升,聚氨酯面漆无法很好的在其表面固化,因此加速了腐蚀介质对涂层表面结构的破坏,导致涂层对腐蚀介质屏蔽性能较差,降低镁合金基体耐腐蚀能力。
其他文献
为了缓解地面土地资源压力,改善和保护城市风景面貌,城市综合管廊正得到越来越多城市的青睐。然而,城市综合管廊被大力推广的同时,也带来了巨大的安全风险。虽然管廊隧道火灾不会造成太大的人员伤亡,但是由于其是狭长结构,一旦发生火灾,聚集在管廊顶棚下方的高温烟气难以排出,使得管廊内的温度急剧升高,给管廊隧道衬砌结构带来极大的安全威胁,造成巨大的经济损失,严重影响人们的日常生活。因此,研究城市综合管廊火灾,尤
我国正处于高速铁路大建设的阶段,使得大跨度桥梁的建设已成为必然。同时伴随着计算机和网络技术的飞速发展,使得桥梁参数化和智能化建模的有限元分析研究成为未来发展的必然趋势。本文以VTK和QT为基础框架开发一款针对连续刚构桥的桥梁参数化建模的程序,并完成有限元后处理分析及可视化研究。主要内容和研究成果如下:1、从科学计算可视化以及参数化桥梁建模等方向介绍了目前国内外桥梁参数化建模的研究应用现状以及几种应
中小跨径梁桥在我国公路梁桥中最为常见,其中采用板式橡胶支座的梁桥应用最为广泛。板式橡胶支座梁桥的支座通常直接放置在墩、主梁之间,没有螺栓等固定连接措施,地震作用下支座与主梁间的滑移摩擦现象往往很难避免。汶川震害表明,中小跨径梁桥的典型震害之一是板式橡胶支座的滑移。这种滑移现象不仅与上部结构传递的恒、活载有关,也与竖向地震动紧密关联。我国现行《公路桥梁抗震设计规范》中规定竖向地震通过水平地震折减得到
复杂地质条件下的浅埋偏压隧道在施工过程中容易发生围岩失稳等安全事故,采用科学合理的方法对其施工阶段进行风险识别与评估显得尤为重要。本文以中建四局(广州)委托横向项目“贵州正习高速公路浅埋偏压隧道关键施工技术研究”课题为依托,以贵州正习高速公路天鹅穴隧道为背景,开展相关隧道工程施工阶段风险的系统性理论及安全评价应用研究。主要研究内容及成果如下:(1)结合近年来公路隧道施工事故的相关报道以及国内外对于
在覆冰和风荷载共同作用下,架空输电线极易发生低频、大幅自激振动,这种自激振动称为输电线舞动。覆冰输电线舞动会造成金具磨损,导线损伤,严重的甚至出现输电塔杆倒塌,导致电力传输系统瘫痪,给人们的生活带来不便,造成巨大的经济损失。随着我国特高压输电工程的大量建成投运,研究覆冰输电线的舞动稳定性能为输电线路的防舞提供指导。本文考虑了覆冰四分裂导线迎风侧导线尾流对背风侧导线气动参数的影响,提出了相应的临界风
随着我国交通事业的大力发展,交通量迅速上升,特别多的道路受到破坏,或原有路线不能满足当前要求,所以当前有越来越多的道路进入了中修或大修的阶段。护栏在道路安全防护起到了至关重要的作用,在修缮道路时,路面加高是一种普遍情况,这就导致了原护栏不能满足防护要求,如果对原护栏全部拆除再建设新护栏则是一笔巨大的开销,如能将原护栏进行加高改造得到满足规范的新护栏则是一种良好的解决措施。本文采用ANSYS/Hyp
对风电塔筒支撑式基础进行吸收、改进,结合装配式结构的节点连接技术提出的风电塔筒装配式基础,是一种全预制化、现场只需装配作业的新型装配整体式风机基础,其较于传统风电塔筒扩展式基础有材料用量小、施工工期短的优点。目前,国内外学者已对装配式结构节点连接技术做了大量研究,但风电塔筒装配式基础结构中与传统连接技术不同的后浇带节点及螺栓节点连接仍鲜有研究。针对此问题,首先采用现场试验对试件的荷载-位移曲线、应
彝族是西南氐羌族系中重要的一支,其历史文化要素浓厚,并且是人口最多的少数民族之一。云南作为彝族主要的聚居区之一,其丰富的地理环境、自然气候、风土人情孕育了特色鲜明的彝族民居。彝族民居不仅蕴含了该族人民的生存智慧,它还实际地反映了该民族的历史文化结构和信息,从建筑历史的角度来看,彝族民居也是不可或缺的历史建筑文化遗产。本文以当前时代背景下城市化与乡村振兴进程中的传统民居更新等现状为出发点,在对既有文
近年来,正交异性钢桥面板以其特殊的结构形式成为了一种效率较高的桥面板。同时,其纵肋、面板和横隔板之间的连接部位由于自身构造的复杂性和焊缝数量多,导致开裂现象尤为突出。而在实际工程中,通常受到循环荷载与腐蚀介质的耦合作用,其危害性比单独作用在桥梁上的腐蚀或者疲劳更为严重,本文基于整体—局部有限元分析和断裂力学相结合,以裂纹尖端应力强度因子为指标,引入腐蚀因子,采用工程修正模型,计算出正交异性板横隔板
管道悬索桥作为油气运输的主要结构之一,其外形美观、跨越能力强以及经济指标良好。相比于一般悬索桥,管道悬索桥横向刚度小,风致稳定性差,在荷载作用下会产生较大的挠度和扭转,故需对管道悬索桥施加风缆结构。风缆与一般悬索桥主缆线形不同,它属于一种空间曲线,受力分析更为复杂以至计算相对繁琐。目前,对于空间线形求解多数采用分段悬链线理论求解,具有较好的精度。国内管道悬索桥起步较晚,风缆和稳定索相关理论研究匮乏