【摘 要】
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海洋环境是一个非常复杂的腐蚀性环境,金属材料在此环境中极易发生腐蚀。有机涂层和阴极保护技术联合使用是当前对船舶、采油平台等海洋装备进行腐蚀控制的最经济、最有效措施。然而,阴极电流的长期存在会促进金属表面有机涂层阴极剥离,从而减少涂层服役寿命。本论文主要运用丝束电极（WBE）和电化学阻抗谱（EIS）技术,结合红外光谱（FT-IR）和扫描电镜（SEM）等结构表征技术研究了阴极极化下人工破损有机涂层/碳
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海洋环境是一个非常复杂的腐蚀性环境,金属材料在此环境中极易发生腐蚀。有机涂层和阴极保护技术联合使用是当前对船舶、采油平台等海洋装备进行腐蚀控制的最经济、最有效措施。然而,阴极电流的长期存在会促进金属表面有机涂层阴极剥离,从而减少涂层服役寿命。本论文主要运用丝束电极（WBE）和电化学阻抗谱（EIS）技术,结合红外光谱（FT-IR）和扫描电镜（SEM）等结构表征技术研究了阴极极化下人工破损有机涂层/碳钢体系在静止和流动海水环境中的腐蚀行为。本论文的主要研究结果如下:（1）有机涂层在两种海水环境中的失效过程可分为三个阶段:水和氧气等腐蚀性粒子向涂层内部渗透;腐蚀性粒子到达金属基体,涂层/金属界面发生电化学反应并引发涂层阴极剥离;阴极剥离面积扩大,涂层发生大面积鼓泡直至失效。（2）在开路电位条件下,两种海水环境中的涂层破损处电极均作为阳极,涂层下电极作为阴极受到一定程度的保护。开路电位下,流动海水中有机涂层的阴极剥离速率始终大于静止海水中的涂层剥离速率,这归因于流动海水加快了腐蚀性粒子向涂层内部扩散,涂层/金属界面阴极反应消耗的溶解氧能得到及时补充,进而增大了涂层/金属界面的电化学反应速率,并促进了涂层阴极剥离。（3）在静止和流动海水环境中,阴极极化会加速有机涂层的失效过程,且有机涂层阴极剥离速率随极化电位的负移而增大。其原因是在较负的极化电位下,涂层/金属界面阴极反应加速,这导致涂层/金属界面碱性不断增加,进而增大了涂层阴极剥离的驱动力。（4）在-850 mV vs.SCE和-1100 mV vs.SCE条件下,浸泡实验的前72 h内,两种海水环境中涂层阴极剥离速率无明显差别;在浸泡72 h后,流动海水中涂层阴极剥离速率小于静止海水中的涂层阴极剥离速率。其原因是涂层发生剥离后,流动海水中金属基体发生的阳极溶解反应增强,在极化电位不变的条件下,金属基体受到的阴极极化作用有所减弱,因而阴极极化对阴极反应的促进作用也会下降,导致涂层阴极剥离速率减小。（5）阴极极化对静止海水中涂层破损处电极以及涂层下电极的保护作用较好,而流动海水中涂层破损处电极以及涂层下电极受到的保护作用下降,其原因是流动海水增大了氧气等腐蚀性粒子的扩散速率,且流动海水产生的剪切应力使腐蚀产物不易在金属表面积累,导致金属基体腐蚀加剧。（6）在两种海水环境中,涂层树脂分子链中的酯键受到涂层/金属界面强碱性环境的影响易发生水解,这会导致树脂分子链断裂,进而引起有机涂层的降解。随着阴极极化电位的增加,金属表面阴极还原反应不断增强,这导致涂层/金属界面碱性持续提高,有机涂层降解程度会相应加重。
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