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1 前 言
防銹油防護(hù)性能的測(cè)試多采用鹽霧箱、高溫潮濕箱等傳統(tǒng)方法,但這些方法存在試驗(yàn)周期長(zhǎng)、結(jié)果分散、重現(xiàn)性差等缺點(diǎn)[1～4 ] 。涂層下金屬的腐蝕本質(zhì)上是電化學(xué)腐蝕,因此通過(guò)電化學(xué)方法評(píng)價(jià)涂層的耐蝕性能已越來(lái)越受到人們的重視[5 ] 。
防銹油在實(shí)際應(yīng)用中多為大面積涂覆,防銹作用依賴于緩蝕劑對(duì)電極反應(yīng)的抑制作用和基礎(chǔ)油對(duì)外界腐蝕介質(zhì)的阻擋作用。在相同的陽(yáng)極極化電位下,防銹油的防銹性能越好,陽(yáng)極極化電阻越大,油膜越不易被破壞。
本文利用循環(huán)伏2安法對(duì)防銹性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。在一定的電位區(qū)間內(nèi),選用一定的掃描速度和掃描次數(shù),通過(guò)比較極化電流大小評(píng)價(jià)防銹油防銹性能。同鹽霧箱等實(shí)驗(yàn)相比,循環(huán)伏-安法快速、簡(jiǎn)便。但涂覆不同防銹油后,金屬電極對(duì)特定電位區(qū)間下的電化學(xué)響應(yīng)是不同的,這為電位區(qū)間的選擇和循環(huán)次數(shù)的確定帶來(lái)困難。擴(kuò)展循環(huán)伏2安法是在一定的電位區(qū)間循環(huán)掃描,若無(wú)電流響應(yīng),則將電位區(qū)間擴(kuò)展至有極化電流響應(yīng)為止。通過(guò)比較出現(xiàn)極化電流的電位區(qū)間及同一電位區(qū)間極化電流的大小來(lái)評(píng)價(jià)防銹油的耐蝕性能,并與高溫潮濕箱試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較。
2 實(shí)驗(yàn)方法
2. 1 油樣及研究電極的制備
實(shí)驗(yàn)用油樣配方見(jiàn)表1。電極材料為45 碳鋼,研究電極用環(huán)氧樹(shù)脂塑封,工作面積為1 cm2 。表面用砂紙打磨,經(jīng)無(wú)水乙醇清洗、干燥后均勻涂覆防銹油。成膜后在3. 5 %(wt) NaCl 溶液中進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試,溫度為室溫。
2. 2 循環(huán)伏2安法
采用三電極體系,輔助電極為鍍鉑鈦網(wǎng),參比電極為飽和甘汞電極(SCE) 。利用“聯(lián)機(jī)電化學(xué)測(cè)試系統(tǒng)”控制TD3690 電位儀(天津電子儀器廠產(chǎn)) ,將涂油電極浸泡在3. 5 %(wt) NaCl 溶液中,以一定掃速(50 mV/ s) 在一定的電位區(qū)間( - 0. 6～0 V) 循環(huán)掃描,設(shè)定掃描次數(shù)為8 ,記錄所測(cè)得的最大極化電流。
2. 3 擴(kuò)展循環(huán)伏2安法
擴(kuò)展循環(huán)伏2安法所采用的儀器和測(cè)試系統(tǒng)與循環(huán)伏2安法相同。不同的是,擴(kuò)展循環(huán)伏2安法是在電位區(qū)間( - 0. 6～0 V)循環(huán)掃描兩次,記錄所測(cè)得的最大極化電流。如果沒(méi)有極化電流,則下一次掃描的電位區(qū)間擴(kuò)展為( - 0. 6～0. 3 V) ,如果仍然沒(méi)有出現(xiàn)極化電流,則電位區(qū)間繼續(xù)擴(kuò)展到( - 0. 6～0. 6 V) ,直至得到較大的極化電流為止。記錄出現(xiàn)極化電流的電位區(qū)間及同一電位區(qū)間極化電流的大小。
2. 4 濕熱試驗(yàn)
采用CT23 型潮濕箱,按GB/ T2631292 防銹油濕熱實(shí)驗(yàn)法,模擬高溫高濕條件進(jìn)行腐蝕試驗(yàn)。試驗(yàn)溫度49 ±1 ℃,相對(duì)濕度為95 %以上,每24 h 計(jì)為一周期,并在每一實(shí)驗(yàn)周期后檢查試片表面的銹蝕情況,根據(jù)銹點(diǎn)個(gè)數(shù),按SH/ T0217 進(jìn)行評(píng)級(jí)。
3 結(jié)果與討論
3. 1 循環(huán)伏2安實(shí)驗(yàn)
分別對(duì)涂覆不同防銹油的金屬電極按實(shí)驗(yàn)方法2. 2 進(jìn)行測(cè)量,掃描速度50 mV/ s ,掃描區(qū)間- 0. 6～0 V ,掃描8 次,所得結(jié)果見(jiàn)圖1。圖1 中a、b、c 和d 為涂覆4 種防銹油的金屬電極在相同條件下的循環(huán)伏2安曲線。從圖1 可見(jiàn),經(jīng)過(guò)8 次循環(huán)掃描后,涂1 號(hào)油的電極極化電流最大,約為2. 4 mA/ cm2 ;涂4 號(hào)油的電極極化電流最小,約為0. 2 mA/ cm2 ;而涂2 號(hào)、3 號(hào)油的電極極化電流相近。這說(shuō)明在相同極化條件下,1 號(hào)油的油膜破壞得最嚴(yán)重,4 號(hào)油的油膜基本上沒(méi)有被破壞,而2 號(hào)、3 號(hào)油的油膜破壞程度處于1 號(hào)、、4 號(hào)油之間。由此可見(jiàn)4 種防銹油耐腐蝕性能的次序?yàn)?1 號(hào)< 2 號(hào)< 3 號(hào)< 4 號(hào)。
3. 2 擴(kuò)展循環(huán)狀2安實(shí)驗(yàn)
圖2a、b、c 和d 為涂覆4 種防銹油的金屬電極在相同條件下的擴(kuò)展循環(huán)伏2安曲線,掃描速度50 mV/ s ,每次擴(kuò)展區(qū)間為40. 3V ,掃描次數(shù)為每區(qū)間2 次,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,涂覆1 號(hào)油的電極在( - 0. 6 ～ 0 V) 區(qū)間經(jīng)過(guò)2 次循環(huán)掃描, 沒(méi)有電流響應(yīng), 在( - 0. 6～0. 3V) 區(qū)間循環(huán)掃描2 次后,才有較弱的極化電流響應(yīng),在( - 0. 6～0. 6 V) 區(qū)間掃描2 次后極化電流接近2. 3 mV/ cm2 ,在( - 0. 6～0. 9 V) 區(qū)間掃描1 次后,最大電流約為6 mA/ cm2 ;涂覆2號(hào)的電極在( - 0. 6～0. 3 V) 區(qū)間循環(huán)掃描2 次后,開(kāi)始有電流響應(yīng),在( - 0. 6～1. 2 V) 區(qū)間進(jìn)行循環(huán)掃描一次后電流接近6mA/ cm2 ;涂覆3 號(hào)油的電極在( - 0. 6～0. 9 V) 區(qū)間才開(kāi)始有電流響應(yīng),在( - 0. 6～1. 5 V) 區(qū)間循環(huán)掃描2 次后,電流接近6. 5mA/ cm2 ;涂覆4 號(hào)油的電極直到( - 0. 6～1. 8 V) 區(qū)間循環(huán)掃描2次后電流才接近7 mA/ cm2 。這說(shuō)明1 號(hào)油的油膜在0. 9 V 左右破壞就很嚴(yán)重;涂2 號(hào)油的電極在1. 2 V 附近油膜被嚴(yán)重破壞;涂3 號(hào)油的電極在1. 5 V 附近油膜被嚴(yán)重破壞;4 號(hào)油的油膜在1. 8 V 左右才被破壞。由此可見(jiàn)4 種防銹油耐蝕性能次序?yàn)?1號(hào)< 2 號(hào)< 3 號(hào)< 4 號(hào)。
3. 3 濕熱試驗(yàn)
分別對(duì)涂覆4 種油的金屬電極進(jìn)行高溫潮濕箱試驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)表2。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,4 號(hào)油樣耐濕熱試驗(yàn)效果最好,經(jīng)過(guò)5 個(gè)實(shí)驗(yàn)周期仍為1 級(jí);2 號(hào)、3 號(hào)油樣耐濕熱實(shí)驗(yàn)結(jié)果相近;而1 號(hào)油樣的結(jié)果最差,經(jīng)過(guò)3 個(gè)試驗(yàn)周期僅為2～3 級(jí)。
4 結(jié) 論
循環(huán)伏2安法及擴(kuò)展循環(huán)伏2安法可用于評(píng)價(jià)防銹油防護(hù)能力,測(cè)試結(jié)果與高溫潮濕箱實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。擴(kuò)展循環(huán)伏2安法更為快速、準(zhǔn)確。
