導(dǎo)致基體進一步,涂覆水性防腐導(dǎo)電涂 料后所得的涂層阻抗繼續(xù)降低。
[0057] -般地,可以用頻率f=0. 05Hz時的阻抗膜值|2|。.。5相對地比較不同涂層的耐蝕性 能的大小,IZ|。.。5值越大,涂層的耐蝕性能越好。
[0058] 不同鎳粉含量的涂層的|ZU5隨浸泡時間的變化情況如圖5所示,從圖5可以看 出,鎳粉含量提高,涂層的IZ|。.。5值變小,從而表明涂覆水性防腐導(dǎo)電涂料后所得的涂層的 耐腐蝕性降低,與前述結(jié)論一致。
[0059] 三、涂覆水性防腐導(dǎo)電涂料后所得的涂層浸泡在含水率為50%的紅壤溶液中的 Tafel極化曲線隨水性防腐導(dǎo)電涂料中B組分即鎳粉含量的變化情況 將實施例2、4、5、6,B組分即鎳粉含量分別為10%,20%,30%,40%所得的涂覆水性防腐導(dǎo) 電涂料涂覆在碳鋼片上,分別制成電極,烘干,然后浸泡在含水率為50%的紅壤溶液中,采 用三電極體系,使用美國阿美特克有限公司生產(chǎn)的2273型電化學(xué)工作站進行測量電化學(xué) 極化曲線,結(jié)果如圖6所示,從圖6中可以看出中由極化曲線的Tafel區(qū)外推,得到的擬合 數(shù)據(jù)分別如下表所示:
從上表中可以看出,隨B組分即鎳粉含量的增大,涂覆水性防腐導(dǎo)電涂料后所得的涂 層的腐蝕電位略微變化,然而腐蝕電流有明顯增大。這是由于隨鎳粉含量的增大,電解質(zhì)溶 液更容易滲入涂覆水性防腐導(dǎo)電涂料后所得的涂層內(nèi)部,從而形成更多的離子通道,腐蝕 反應(yīng)更容易進行,腐蝕速率增大,涂覆水性防腐導(dǎo)電涂料后所得的涂層涂層的耐蝕性降低。
[0060] 四、將實施例2、4、5、6,B組分即鎳粉含量分別為10%,20%,30%,40%所得的涂覆水 性防腐導(dǎo)電涂料涂覆在碳鋼片上,分別制成電極,烘干,然后浸泡在含水率為50%的紅壤溶 液中90天后取出,米用日本日立公司的SU-1500型掃描電子顯微鏡察其表面形貌。
[0061] 結(jié)果分別如圖7、8、9、10所示,結(jié)果表明經(jīng)過90天浸泡,B組分即鎳粉含量為10% 的涂層表面幾乎沒有變化;B組分即鎳粉含量為20%的涂層表面出現(xiàn)了少量的可見氣泡;B 組分即鎳粉含量為30%的涂層表面出現(xiàn)了大量的可見氣泡;B組分即鎳粉含量為40%的涂 層表面不僅出現(xiàn)了大量的可見氣泡,而且有些氣泡已經(jīng)破裂,腐蝕較嚴(yán)重。這表明在紅壤溶 液中,B組分即鎳粉含量越高,涂層表面出現(xiàn)的氣泡越多,涂層的耐蝕性越差。
[0062] 五、涂覆水性防腐導(dǎo)電涂料后所得的涂層浸泡在鹽堿地溶液中的阻抗譜特征隨水 性防腐導(dǎo)電涂料中B組分即鎳粉含量的變化情況 接地網(wǎng)在變電站中起著防雷接地、工作接地、泄流均壓等作用,是確保電力系統(tǒng)、電氣 設(shè)備的安全運行,確保運行人員及其他人員的人身安全的重要措施[9]。在我國,每年因接地 網(wǎng)腐蝕而引起的電力系統(tǒng)事故時有發(fā)生,造成了巨大的經(jīng)濟損失和嚴(yán)重的社會影響。
[0063] 接地裝置的主要部分均埋在地下,因此土壤腐蝕是其最關(guān)鍵的腐蝕[1°'11]。土壤鹽 分隨著土壤水分運移,一般地,隨著土壤水分的蒸發(fā)損失,鹽分則累積于土壤的表層,形成 所謂的積鹽類型鹽堿土 [12]。土壤鹽堿化是一個世界性的問題,遍及世界各國[13'14],我國鹽 漬化面積約為1億hm2,約占全球鹽堿地面積的10%[15],分布范圍從青藏高原到東部沿海,從 黑龍江到海南島,地跨東北、西北、黃河上中游、黃淮海平原和濱海等五大區(qū)域 [12]。根據(jù)含 鹽量的多少,鹽堿地可以分為輕度鹽堿地、中度鹽堿地和重度鹽堿地。輕鹽堿地的含鹽量在 千分之三以下,重鹽堿地是指它的含鹽量超過千分之六,含鹽量在千分之三與千分之六之 間的鹽堿地稱為中度鹽堿地。因此,我們有必要研究富鎳導(dǎo)電涂層在輕度、中度、重度鹽堿 地中的腐蝕行為。
[0064] 根據(jù)文獻[16~18]可知天津、新疆、寧夏鹽堿地的含鹽量和主要離子含量如表所示 不同鹽堿地土壤pH值及主要離子含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)%)
下面選擇天津、新疆、寧夏鹽堿地的土壤分別代表輕度、中度、重度鹽堿地中的土壤。 [0065] 將實施例4、6,B組分即鎳粉含量分別為20%,40%所得的涂覆水性防腐導(dǎo)電涂料 涂覆在碳鋼片上,分別制成電極,烘干,然后浸泡在含水率為50%的輕度、中度、重度鹽堿地 土壤溶液中,采用三電極體系,使用美國阿美特克有限公司生產(chǎn)的2273型電化學(xué)工作站進 行測量, 不同涂層的阻抗譜隨時間的變化情況如圖11a、圖12a、圖13a、圖14a、15a、16a所示, 從圖11a、圖12a、圖13a、圖14a、15a、16a中均可看出,阻抗譜圖均呈現(xiàn)為一個壓扁的半 圓,圓中心在實軸以下。半圓與Z軸上的弦長對應(yīng)于涂層電極的電荷轉(zhuǎn)移電阻Rd值, 值越大,阻抗弧半徑越大,涂層的耐蝕性能越好。在電極浸泡初期,隨著浸泡時間的延長,阻 抗弧半徑增大,涂層電極的耐蝕能力增大。這是因為浸泡初期,電解質(zhì)溶液通過涂層缺陷 滲透到涂層內(nèi)部,由于涂料中樹脂的水解,被包覆的顏填料脫落堵塞通道,加之滲透到涂層 /金屬界面處的少量電解質(zhì)與基體發(fā)生反應(yīng),而生成的腐蝕產(chǎn)物的堵塞作用,阻礙了金屬界 面與外界電解液的物質(zhì)交換,對金屬基體起到了一定的保護作用,涂層阻抗有所增加;鎳粉 填充質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%時,阻抗弧半徑小于20%時,涂層的耐蝕性能較差;隨著土壤溶液中離 子濃度增加,阻抗弧半徑依次減小,涂層的耐蝕能力下降。
[0066] 從圖16a中可以觀察到兩個圓弧,高頻部分對應(yīng)涂層自身的阻抗,低頻部分對應(yīng) 金屬/涂層界面的電化學(xué)反應(yīng)阻抗。表明此時已經(jīng)有部分腐蝕介質(zhì)透過涂層到達金屬界 面,界面區(qū)金屬電化學(xué)腐蝕反應(yīng)開始發(fā)生。這是由于重度土壤溶液中的離子濃度高,介質(zhì)的 腐蝕性強,介質(zhì)更容易滲入涂層內(nèi)部;鎳粉的含量越多,有機層越薄,涂層的屏蔽作用越差, 電解質(zhì)溶液越容易滲入到涂層。隨浸泡時間的延長,高頻端阻抗弧的半徑逐漸減小,說明隨 著介質(zhì)向涂層中的不斷滲透,涂層電阻逐漸減小。
[0067] 不同涂層的阻抗隨時間的變化情況如圖11b、圖12b、圖13b、圖14b、15b、16b所 示,從圖11b、圖12b、圖13b、圖14b、15b、16b中均可看出,B組分即鎳粉填充質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 40%時,涂層的阻抗小于20%時;隨浸泡時間的延長,不同涂層的阻抗逐漸下降;B組分即鎳 粉填充質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%時,涂層阻抗的下降速度快于鎳粉含量為20%時;隨著溶液中離子濃 度增加,涂層阻抗依次減小,涂層的耐蝕能力下降。
[0068] 不同涂層的相角隨時間的變化情況如圖11c、圖12c、圖13c、圖14c、15c、16c所 示,從圖11c、圖12c、圖13c、圖14c、15c、16c中均可看出,B組分即鎳粉填充質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 40%時,涂層的相位角小于20%時;隨浸泡時間的延長,不同涂層的相位角逐漸下降;B組分 即鎳粉填充質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%時,涂層相位角的下降速度快于鎳粉含量為20%時;隨著溶液中 離子濃度增加,涂層相位角依次減小,涂層的耐蝕能力下降。
[0069] 因此,在重度鹽堿地中,涂層耐蝕性最差。涂層如果應(yīng)用于重度鹽堿地時,維護時 間要求更短。
[0070] 實施例4、6,B組分即鎳粉含量分別為20%、40%所得的涂覆水性防腐導(dǎo)電涂料涂 覆后所得的涂層分別浸泡在輕度、中度、重度鹽堿地溶液中8天、19天、41天、52天的Bode 圖,結(jié)果如圖17,從圖17可以看出,在全頻段,隨著溶液中離子濃度增加,涂層的阻抗依次 降低;鎳粉填充質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%時,涂層的阻抗小于20%時。
[0071] 土壤含離子的類型和數(shù)量是影響土壤腐蝕性的重要因素之一,多數(shù)試驗結(jié)果支持 在各類離子之中,以C1離子的影響最為顯著。輕度、中度、重度鹽堿地土壤中,C1含量依 次增多,涂層的腐蝕越來越嚴(yán)重。所以,隨著溶液中離子濃度增加,涂層的耐蝕能力下降。
[0072] 隨著浸泡時間的延長,阻抗弧在最大值附近維持一段時間,這是由于電解質(zhì)的滲 透和涂料中顏填料與腐蝕產(chǎn)物對通道的堵塞,兩者之間相互制衡的結(jié)果。
[0073] 隨著浸泡時間的進一步延長,阻抗弧逐漸降低,涂層的耐蝕能力下降。這是由于隨 著反應(yīng)不斷進行,涂層水解程度加大,供電解質(zhì)溶液擴散的通道加寬、變深,涂層吸水量明 顯增加,基體表面附著的腐蝕產(chǎn)物變得疏松,由于重力等原因脫落,顏填料粒子不能起到堵 塞作用,涂層阻擋介質(zhì)滲透的能力逐漸下降,電解質(zhì)溶液不斷滲入到涂層與金屬界面,使基 體的腐蝕程度加劇,涂層阻抗進一步降低。
[0074] -般地,可以用頻率f=0. 05Hz時的阻抗膜值|0。.。5相對地比較不同涂層的耐蝕性 能的大小,I0。.。5值越大,涂層的耐蝕性能越好。
[0075] 實施例4、6,即B組分即鎳粉含量分別為20%、40%所得的涂覆水性防腐導(dǎo)電涂料涂 覆后所得的涂層分別浸泡在輕度、中度、重度鹽堿地溶液中Ida%隨浸泡時間的變化情況, 結(jié)果如圖18JA圖18可以看出,鎳粉填充質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%時,涂層的|Z|a。5值越小;隨著溶 液中離子濃度增加,涂層的PLi值越小。鎳粉填充質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的涂層,在輕度鹽堿地 土壤溶液中的Ia%值在6000kQ2左右維持30d后迅速減??;在中度鹽堿地土壤溶液 中的|^|。.。5值在500(^0.〇112左右維持10(1后減小,然后在300(^0.〇11 2左右維持20(1后 迅速減??;在重度鹽堿地土壤溶液中的I0 <:.。5值在4000kQ2左右維持7d后迅速減小。 鎳粉填充質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的涂層,在輕度鹽堿地土壤溶液中的|Z|。.。5值在3000kQ?cm2左 右維持30d后迅速減小;在中度鹽堿地土壤溶液中的|Z|Q.Q5值在2800kQ,⑶2左右維持7d 后迅速減??;在重度鹽堿地土壤溶液中的|0。.。5值在較大阻抗200kQ?cm2左右維持15d 后迅速減