涂层经腐蚀试验后,试验结果的评定方法有目测法、称重法、深度法和电流密度法。
1. 目测法
热喷涂涂层在遭受某种类型的腐蚀之后,必然会导致涂层表面状态或性能等发生改变,腐蚀的产物也具有颜色、状态等特征,从这些特征及其变化情况,可以定性地判别涂层或基体金属的腐蚀程度,从而确定其防护性能。
目测法是用肉眼或放大镜(3~5倍)对涂层表面进行观察,有时也适当地使用一些简单的工具和设备。腐蚀后涂层的定性检查和记录,主要有以下五个方面。
(1)涂层和基体腐蚀产物的颜色和状态。
(2)腐蚀率 腐蚀率(涂层被穿透、直达基体金属的腐蚀点比率)是评定阴极性涂层防护性能的主要内容,可按下列方式观察计算:
评定时以5mm×5mm方格面积为单位,计算出现锈点的方格数占被测面积总方格数的百分比表示腐蚀程度。即:
腐蚀率(%)=n/N×100 式中,
n——出现锈点的5mm×5mm面积的方格数;
N——试样表面的5mmX5mm面积总方格数。
计算方格数时,用一透明的带有5mm×5mm方格的有机玻璃板或塑料薄膜、覆盖在被测涂层试样表面,读出有腐蚀点的方格数(n)和被测涂层的总方格数(N),进行计算。
(3)光泽 经大气暴露后涂层的光泽,是指涂层呈膜状腐蚀时被氧化的程度。
(4)开裂 涂层开裂是指涂层经腐蚀后,表面出现肉眼能见的裂纹。计算方法与计算腐蚀率面积百分比相同。
(5)以定性评定结果确定涂层腐蚀等级。
2. 称重法
称重法是对涂层腐蚀进行定量评定的主要方法,即测量单位时间内的涂层腐蚀失重,并得出其腐蚀速度。
定量评定的试样,在试验前应按要求称出准确重量,经一段时间腐蚀试验后取出试样,用规定溶液浸渍除去腐蚀产物,再干燥称重。将两次称重结果按下式计算腐蚀速度:
V = (W0-W1-W2)/(S×t)
式中,
V——腐蚀速度,g·m2·h-1
W0——试样原始重量,g;
W1——试样除去腐蚀产物后的重量,g;
W2——清除腐蚀产物时同样尺寸同种材料空白试样的校正失重;
S ——试样表面积,m2;
t——腐蚀时间,h。
3. 深度法
腐蚀深度法是把涂层的厚度因腐蚀而减小的量,以线量单位表示,并换算成为相当于单位时间(年)内腐蚀掉的厚度(毫米)。该种指标常用腐蚀的失质指标与该涂层的密度比值表示,可按下列公式:
KL=(Kˉ/ρ)×(24×365/1000)=8.76×Kˉ/ρ
式中,
KL——腐蚀的深度指标,mm/a;
K-——腐蚀的失质指标,g/(m2.h);
ρ——涂层密度,g/cm3;
8.76——换算系数。
显然,知道了涂层的密度,即可将腐蚀的失质指标和深度指标进行换算。腐蚀的质量指标和深度指标,对于均匀的化学或电化学腐蚀均可采用。
4. 电流密度法
电流密度法是以电化学腐蚀过程的阳极电流密度(A/cm2)的大小来衡量涂层腐蚀速度的程度。lmol物质发生电化学反应时所需的电量为1个法拉第,即96484≈96500 C/mol。假如电流强度为I,通电时间为t,则通过的电量为It。从而可得出涂层阳极溶解的质量⊿W为:
⊿W=AIt/Fn
式中,
A——涂层的相对原子质量;
n——价数;
F——法拉第常数(1F=96500 C/mol=26.8 A·h)
对全面腐蚀而言,涂层表面积可看作是阳极面积S,从而得出腐蚀电流密度icorr=I/S(A/cm2)。所以腐蚀速度v-与腐蚀电流密度icorr之间存在如下关系:
v-=⊿W/St= A·icorr/nF
若icorr的单位取μA/cm2,涂层密度ρ的单位取g/cm3时,可按下列公式:
v-=3.73×10?(-4)×A·icorr/n(g/(m?2·h))
因此,可用腐蚀电流密度icorr表示涂层的电化学腐蚀速度。可见,腐蚀速度与腐蚀电流密度成正比关系。值得指出的是,涂层的腐蚀速度一般随时间而变化。因此,在实验时应确定腐蚀速度与时间的关系,尽可能选择测定稳定腐蚀速率的时间。关于局部腐蚀的速度比较复杂,通常不能用上述方法表示。
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