【摘 要】
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在汽车、海洋装备、航空航天等诸多工程领域中,许多金属装备受腐蚀作用而服役寿命未能达到预期,目前对金属工件表面进行涂层防护是防止其受到侵蚀的重要手段之一。无机磷酸盐涂料可作为防腐材料、耐磨材料、耐火材料等,是一种水性无机涂料,对环境污染小。磷酸盐涂层因其附着力强、耐腐蚀、耐高温、无毒环保等优异的综合性能得到了研究者的关注。本文重点关注磷酸盐无机涂层是否能够兼具耐腐蚀性和耐磨性能的问题,以磷酸二氢铝为
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在汽车、海洋装备、航空航天等诸多工程领域中,许多金属装备受腐蚀作用而服役寿命未能达到预期,目前对金属工件表面进行涂层防护是防止其受到侵蚀的重要手段之一。无机磷酸盐涂料可作为防腐材料、耐磨材料、耐火材料等,是一种水性无机涂料,对环境污染小。磷酸盐涂层因其附着力强、耐腐蚀、耐高温、无毒环保等优异的综合性能得到了研究者的关注。本文重点关注磷酸盐无机涂层是否能够兼具耐腐蚀性和耐磨性能的问题,以磷酸二氢铝为粘接剂,氧化锌、氧化镁为固化剂,铝粉为填料制备含铝金属磷酸盐涂料。讨论了典型制备因素如基体钢种类、喷涂工艺等对涂层成形的影响,得到优化的喷涂工艺。进而通过空气喷涂方式在45钢上喷涂4种不同磷酸二氢铝含量的铝基涂层,其中粘接剂含量分别为12%、14%、16%、18%。通过热重分析、扫描电镜、电化学阻抗谱、极化曲线等测试方法对铝基磷酸盐涂层的聚合固化、微观结构、耐蚀性能进行了表征。研究结果表明:随着磷酸二氢铝含量的增加,涂层表面孔隙率降低,结构更加致密,且涂层的自腐蚀电位升高,自腐蚀电流密度明显降低,涂层耐蚀性不断提高,在磷酸二氢铝含量为18%时,涂层结构最为致密,耐蚀性能优异,且对基体钢保护效果显著。在优化涂层结构的基础上,进一步对涂层的耐磨性能进行研究,通过添加氧化铝硬质相制备了水性无机金属-陶瓷磷酸盐复合涂层。利用扫描电镜、电化学工作站、盐雾试验机以及微动摩擦磨损试验机对涂层的组织结构、耐海水腐蚀性、抗海洋大气环境及耐磨性能进行了表征,探讨了磷酸盐复合涂层中耐腐蚀与耐磨性的内在联系。研究结果表明,随着氧化铝含量的增加,涂层的磨损体积损失量逐渐减少,在氧化铝含量为40%时,涂层具有最低的自腐蚀电流密度,自腐蚀电位较高,涂层上的锈蚀较少,此时涂层表现出良好的耐磨性和更优异的耐腐蚀性能。
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