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研究园地 学界 防止涂料腐蚀的电化学检验方法 □钟国鸣 陈纪文 摘要：本文阐述了电化学方法研究涂层金属的腐蚀行为，探讨涂层对金属的保护作用机理以及采用电化 学指标评价涂层的使用寿命，是目前较为广泛采用的方法。 关键词：腐蚀；电化学；涂层；检测 利用涂层防止金属表面腐蚀是一种行之有效的方法。如果 电流越小，或测得同样极化电流所需电位扫描时间越长，说明该 金属表面形成具有高电阻的涂层，就可以更好的防止金属表面 有机涂层/ 金属体系愈耐电化学极化，其总体耐腐蚀性愈好。 因局部电位作用导致的腐蚀反应。电化学方法不仅可以研究涂 MCPDP 技术对被测体系施加一定幅度的电位极化，加速 层对金属的保护机理和保护效果，而且又可研究在涂层下金属 了涂层中离子的传输速度和金属/ 有机聚合物涂层界面的电化 腐蚀的过程和腐蚀速度，试验时间短，操作也简单。 学过程，从而有可能根据研究体系的电流响应及其与时间的关 电化学试验方法的理论依据是金属腐蚀在很大程度上是 系，快速测量涂层金属的耐蚀性能。但值得注意的是，电化学极 电化学腐蚀。金属涂漆后，主要增大了腐蚀原电池阴极和阳极 化必须保证不会或极少对有机涂层产生附加的破坏，不影响实 之间的电阻，以及基于涂膜中防锈颜料的作用而增大阳极极化 际评测结果。涂层/ 金属的耐蚀性能通常与多种因素有关，如有 值。这样使电化学腐蚀过程难以进行而达到防腐蚀目的。涂膜 机聚合物涂层、金属/ 涂层界面性质、基底金属及其使用的环境 总会含有或多或少的亲水基团和水溶性成分，它们会与水亲和 条件等。MCPDP 技术的测量结果表征的是涂层/ 金属体系的 + - 而吸收水分。电解质离子(如Na ，Cl )则会扩散到这些水分之 综合耐腐蚀性能。 中，从而形成涂层金属2 电解质溶液界面双电层电容，使电化 金晓鸿通过对不同涂料、不同厚度的涂层及经不同时间盐 学反应得以进行。所以，可用电化学方法来测定涂层金属耐腐 雾试验后的样品进行MCPDP 测量评价，均给出有关涂层的防 蚀性，从而评定涂料的优劣等级。 腐蚀性能令人信服的试验数据，且发现MCPDP 测量技术与 EIS 技术在比较有机涂层/ 金属体系的防腐蚀性能上有较好的 1 直流电阻法 相关性。 直流电阻法一般采用下列两种方法：①涂层与已知电阻及 以上研究结果均表明：MCPDP 技术具有快速测量、数据直 直流电源串联，比较已知电阻和该电阻与涂层串联所造成的电 观、测量简便等特点，特别适合于现场监测有机涂层耐蚀性能 位降，用电路原理求出涂层电阻值；②用适当的参比电极测定 及防护状态，但它对于研究复杂的涂层/ 金属界面过程及涂层 涂层金属的电极电位，比较该电位值与已知电阻在两极间串接 下的腐蚀机理尚不能提供更多的研究信息。 时的电位值，借以测量出涂层的电阻。 4 电化学交流阻抗谱(EIS) 由于涂层电阻比较高，因此电位测量应使用高输入阻抗 (1012Ω) 电压表，与涂层串联的已知电阻值也应接近涂层电阻 EIS 是对研究体系施加一小振幅正弦交变扰动信号、收集体 值，否则已知电阻的作用将消失。直流电阻法可较简便地反映 系的响应信号、测量其阻抗谱或导纳谱，然后根据数学模型或等 涂层的耐腐蚀性。 效电路模型对此阻抗谱或导纳谱进行分析、拟合，以获得体系内 部的电化学信息的一种方法。由于所施加的扰动信号很小，不会 2 电位- 时间法 对样品体系的性