等離子體改性船體鋼表面及其對(duì)涂層結(jié)合力影響規(guī)律的研究.pdf

1、有機(jī)涂層因能在金屬表面形成一層有機(jī)膜阻止腐蝕性介質(zhì)的滲入而被廣泛的應(yīng)用于海洋環(huán)境金屬構(gòu)件的腐蝕防護(hù)中。然而，在涂層的使用過(guò)程中往往發(fā)生涂層從金屬基體上剝落的現(xiàn)象，減弱了涂層對(duì)金屬的這種防護(hù)性能。為提高涂層與金屬基體的結(jié)合力，人們通常在涂裝前進(jìn)行基體表面的預(yù)處理，適宜的表面預(yù)處理技術(shù)可有效地清除金屬基體表面的污染物、疏松層，增大基體表面的粗糙度、改善涂料在基體表面上的潤(rùn)濕性、提高基體表面自由能，從而增加涂層與金屬基體間的結(jié)合力。
　

2、　 本論文利用大氣壓等離子體射流技術(shù)對(duì)船體鋼表面進(jìn)行改性，分別研究了大氣壓空氣等離子射流技術(shù)對(duì)船體鋼表面潤(rùn)濕性能、涂層體系結(jié)合力及涂層體系耐蝕性能的影響。取得的主要研究進(jìn)展和成果如下：
　　 (1)研究了大氣壓空氣等離子射流技術(shù)對(duì)船體鋼表面潤(rùn)濕性能的影響。經(jīng)接觸角測(cè)試后表明，大氣壓空氣等離子體射流處理可以顯著改善船體鋼表面的潤(rùn)濕性能，提高船體鋼表面自由能，并通過(guò)計(jì)算得知表面自由能的增加主要是由于極性分量(γsp)的顯著增加所致

3、。經(jīng)SEM、AFM、EDAX、FTIR、XPS等分析測(cè)試手段對(duì)大氣壓空氣等離子體射流提高船體鋼表面潤(rùn)濕性能的機(jī)理進(jìn)行了探索，結(jié)果表明空氣等離子體對(duì)船體鋼潤(rùn)濕性能的改變，主要是通過(guò)在材料表面引入了大量極性官能團(tuán)及等離子體對(duì)材料表面的清洗作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。對(duì)處理工藝參數(shù)優(yōu)化及時(shí)效性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明當(dāng)放電電流I=3.5A，基體與噴頭間的距離d=10mm，噴頭移動(dòng)速度V=400 mm/min時(shí)，改性效果最好。此外，適當(dāng)?shù)卦黾拥入x子體的處理時(shí)間，

4、可以減弱處理效果的退化現(xiàn)象，提高保持度。
　　 (2)研究了大氣壓等離子體射流對(duì)涂層體系結(jié)合力及海水浸泡下結(jié)合力保持度的影響。經(jīng)結(jié)合力測(cè)試表明，在相同的處理?xiàng)l件下，適當(dāng)?shù)脑黾踊w的溫度及粗糙度，可提高涂層與基體的結(jié)合力。并由常壓海水浸泡中結(jié)合力的變化曲線可知，在浸泡的80天期間，隨浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)，經(jīng)空氣等離子體改性后的涂層體系結(jié)合力減小緩慢。浸泡到80天時(shí)，處理后的涂層結(jié)合力保持度維持在21％-30％，高于保持度只有13％左右的

5、未處理試樣。
　　 (3)利用中性鹽霧加速腐蝕實(shí)驗(yàn)及常壓海水浸泡下的電化學(xué)阻抗(EIS)及動(dòng)電位極化測(cè)試方法研究了大氣壓空氣等離子體射流對(duì)涂層體系耐蝕性的影響。結(jié)果表明：經(jīng)空氣等離子體射流處理后制備的涂層體系具有相對(duì)較好的耐鹽霧腐蝕性能，尤其是Aging time-10min試樣，在鹽霧浸泡的一個(gè)周期(1000 h)內(nèi)，僅有一個(gè)樣片出現(xiàn)了輕微的腐蝕現(xiàn)象，而未經(jīng)處理的試樣中在浸泡240 h后便有樣片表面出現(xiàn)紅銹；對(duì)于Untreat

6、ed、Aging time-10min、Aging time-30min三種涂層體系的完好涂層(相對(duì)于人工劃痕涂層)而言，在浸泡的220天中，三種涂層體系的電化學(xué)阻抗譜沒(méi)有明顯區(qū)別；對(duì)于浸泡24 h后的劃痕(0.1 mm×10 mm)涂層體系而言，處理后的涂層體系的阻抗值明顯高于未處理的，尤其是Agingtime-10min試樣的阻抗值大約為未處理試樣的10倍，經(jīng)動(dòng)電位極化曲線測(cè)試，結(jié)果表明Aging time-10min陽(yáng)極電流密度明