一、EIS結(jié)果與分析
圖1中a和b分別為涂層經(jīng)不同時間鹽霧試驗后的Nyquist圖和Bode圖的變化情況。有機(jī)涂層通常被認(rèn)為是一種阻隔層，通過阻止或延緩水溶液滲入基底金屬與涂層的界面來達(dá)到保護(hù)基底金屬免受腐蝕的目的。由圖1可以看出，SST前，涂層的Nyquist曲線幾乎垂直于橫軸，同時Bode曲線為斜率近似為-1的一條直線，此時涂層處于近似純電容狀態(tài)。同時，低頻模值作為評價涂層對介質(zhì)抵抗能力的常用指標(biāo)，|Z|0.01H z數(shù)值很大（>109Ω·cm2）。文獻(xiàn)認(rèn)為，當(dāng)|Z|0.01H z>109Ω·cm2時，涂層具有優(yōu)良的保護(hù)性能；109Ω·cm2>|Z|0.01H z>107Ω·cm2時，涂層可提供充分的保護(hù)；當(dāng)|Z|0.01H z<107Ω·cm2時，涂層保護(hù)性能就較差了。
 


 
 
隨著SST進(jìn)行，腐蝕介質(zhì)逐漸滲入涂層，涂層阻擋性能削弱，表現(xiàn)為阻抗模值有所降低。涂層電阻逐漸減小而涂層電容增大，阻抗譜偏離原來的特征，這是涂層的吸水階段，這一階段譜圖可以用描述涂層特性的電阻和電容來等效，如圖2a所示。在這一階段涂層的耐介質(zhì)滲透性能非常優(yōu)良。當(dāng)鹽霧腐蝕時間累計至96 h時，涂層表現(xiàn)為兩個時間常數(shù)，表明涂層已經(jīng)發(fā)生一定程度的降解失效。高頻區(qū)圓弧與涂層電阻相關(guān)，低頻圓弧的出現(xiàn)說明此時腐蝕介質(zhì)已經(jīng)滲透到涂層/基底界面，界面區(qū)基底金屬腐蝕反應(yīng)開始發(fā)生。同時，在圖中，|Z|0.01H z值顯著降低，反映了涂層物理屏蔽能力的顯著下降，此時涂層保護(hù)性能嚴(yán)重降低。
鹽霧腐蝕時間累積至165 h時，Nyquist曲線只顯示出一個圓弧，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是金屬/涂層界面處電化學(xué)反應(yīng)面積還很小，使得表現(xiàn)涂層阻抗的時間常數(shù)與電化學(xué)反應(yīng)表現(xiàn)的時間常數(shù)處于相同數(shù)量級的緣故。這一階段可采用圖2b表示。在這個等效電路模型中，代表金屬腐蝕的電路嵌套在涂層電路內(nèi)部，嵌套電路表明涂層的微孔隙可以為電解質(zhì)滲透至基底提供通路從而促進(jìn)金屬腐蝕。O元件代表電解質(zhì)在涂層微孔內(nèi)的擴(kuò)散現(xiàn)象。鹽霧腐蝕時間累計至248 h時，由于長時間的腐蝕反應(yīng)導(dǎo)致了金屬/涂層界面上腐蝕產(chǎn)物的堆積，界面處形成新的擴(kuò)散層，同時原中頻區(qū)擴(kuò)散線消失。等效電路轉(zhuǎn)變?yōu)閳D2c所示的形式。由于涂層的存在對向溶液方向擴(kuò)散的金屬腐蝕產(chǎn)物具有阻擋作用，在此階段腐蝕產(chǎn)物的擴(kuò)散過程可能成為法拉第過程的控制步驟。
鹽霧時間達(dá)600 h時，Bode圖低頻區(qū)形成一個長的平臺，這時涂層表面生成成片銹跡，涂層基本失效。同時，隨著腐蝕反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，腐蝕產(chǎn)物的積累導(dǎo)致涂層與基體間產(chǎn)生剝離現(xiàn)象，這時涂層的等效電路如圖2d所示。
二、SEM分析
有機(jī)涂層經(jīng)不同時間鹽霧試驗后的表面和截面形貌如圖3所示。
 
 
 
 

 
 
由圖3可以看出，SST初始時，涂層表面光滑而致密，填料顆粒呈片狀均勻分散在基料中，涂層成型質(zhì)量很好；鹽霧試驗進(jìn)行至400 h時，在鹽霧的侵蝕表面部分區(qū)域樹脂膜明顯有所減薄，部分填料顆粒由于失去基料的包裹而裸露在涂層表面；鹽霧時間累計至1200 h時，由于涂層破壞的加劇，樹脂膜大量剝落，填料顆粒遠(yuǎn)比400 h時少，表面變得粗糙不平；由圖3d可見，經(jīng)長期鹽霧作用后，底漆和面漆中有大量微孔和裂紋生成，基底處底漆組織非常疏松。綜合表明：經(jīng)1200 h SST后，有機(jī)涂層遭受了很大程度地降解破壞。
三、涂層結(jié)合強(qiáng)度
界面黏結(jié)力是評價涂層體系的重要指標(biāo)。涂層與基體附著力下降直至破壞是涂層失效的重要形式。本實驗采用剝離實驗方法按照GB/T9286—1998《色漆和清漆漆膜的劃格實驗》評價SST后劃格涂層與金屬基體的結(jié)合強(qiáng)度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)涂層有極少量的脫落，且以面漆為主，劃格評級屬于1級。這說明經(jīng)歷1200 h鹽霧試驗后，涂層與金屬的結(jié)合強(qiáng)度仍然較高，滿足使用要求。
四、結(jié)語
（1）采用交流阻抗測試方法，研究了有機(jī)涂層在鹽霧環(huán)境下的耐蝕情況，采用4個相應(yīng)的等效電路描述涂層的性能變化。
（2）腐蝕介質(zhì)未到達(dá)基底界面前涂層耐蝕性能非常出色；腐蝕介質(zhì)到達(dá)基體/涂層界面后涂層阻抗急劇降低，物理屏蔽性能迅速下降。
（3）涂層經(jīng)長期鹽霧試驗后內(nèi)部有大量微孔及裂紋缺陷生成；剝離實驗表明，1200 h SST后，涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度仍然較高。http://m.zhdtlyjq.com