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海洋污损生物在船舶及海上结构物表面的附着造成其表面摩擦阻力增加,同时加速金属腐蚀等危害,引发安全问题,已经成为人类海上活动的重要障碍。针对污损生物在船舶和海上结构物表面附着的特点,本文采用水性无铬达克罗技术在Q235钢表面制备了Cu-Zn-Al/Zn-Al复合涂层,并考察了复合涂层的微观形貌、耐蚀性能、防污功效,简单探讨了复合涂层耐蚀防污机理,为解决钢结构在海洋环境中的长效防护提供技术支撑。本文通过正交试验法研究了复合涂层的涂液配方并确定了复合涂层制备工艺。涂液优化配方为:层片状锌铝合金粉25%,铜粉7.5%,AC-66 10%,乙二醇8%,Tween20 2%,磷钼酸钠1.5%以及添加少量的水解助剂甲醇,消泡剂异辛醇和增稠剂羟乙基纤维素醚。采用二涂二烘工艺,在100℃预烘,280℃烧结的条件下制备了Cu-Zn-Al/Zn-Al复合涂层,该涂层表面均匀,呈金属光泽,横截面厚度为2535μm。复合涂层可耐中性盐雾1000 h以上,3.5%NaCl溶液浸泡150 d左右。采用SEM、EDS、XRD研究了Cu-Zn-Al/Zn-Al复合涂层的微观组织结构和成分均匀性,考察了复合涂层腐蚀产物形貌、成分随时间的变化,探讨了腐蚀产物的形成机理。结果表明,复合涂层表面均匀,没有明显的团聚现象;随着腐蚀时间的增加,复合涂层的表面微观形貌发生明显变化,生成了致密的腐蚀产物。通过考察腐蚀电位、|Z|0.01和电化学阻抗谱随时间的变化,研究了涂层的电化学腐蚀行为,并采用合理的等效电路对数据进行拟合解析,将腐蚀过程分成三个阶段:腐蚀介质渗透、金属粉的活化和腐蚀产物层的屏蔽阶段。复合涂层的主要防护机制包括牺牲阳极的阴极保护和腐蚀产物层的屏蔽作用。通过防污试验得出,铜离子渗出率在浸泡初始阶段较低,随着浸泡时间的增加,渗出率逐渐增加并保持稳定,约为2030μg·cm-2·d-1。采用添加不同渗出液的小新月菱形藻的培养试验,考察了不同浓度铜离子对小新月菱形藻的杀灭效果。结果表明,复合涂层渗出液对小新月菱形藻的抑制率达到95%,并且渗出液中铜离子浓度越高,达到95%抑制率的时间越短,表明小新月菱形藻在含有一定浓度的铜离子渗出液中无法正常生长繁殖。铜离子破坏细胞膜和胞内酶蛋白,是铜离子抑制海生物正常生长繁殖的主要机制。