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用扩展循环伏-安法测试防锈油性能

放大字体  缩小字体发布日期:2012-08-22  浏览次数:695
核心提示:防锈油防护性能的测试多采用盐雾箱、高温潮湿箱等传统方法,但这些方法存在试验周期长、结果分散、重现性差等缺点[1~4 ] 。涂层下金属的腐蚀本质上是电化学腐蚀,因此通过电化学方法评价涂层的耐蚀性能已越来越受到人们的重视[5 ] 。
 

1  前 言

防锈油防护性能的测试多采用盐雾箱、高温潮湿箱等传统方法,但这些方法存在试验周期长、结果分散、重现性差等缺点[1~4 ] 。涂层下金属的腐蚀本质上是电化学腐蚀,因此通过电化学方法评价涂层的耐蚀性能已越来越受到人们的重视[5 ] 。

防锈油在实际应用中多为大面积涂覆,防锈作用依赖于缓蚀剂对电极反应的抑制作用和基础油对外界腐蚀介质的阻挡作用。在相同的阳极极化电位下,防锈油的防锈性能越好,阳极极化电阻越大,油膜越不易被破坏。

本文利用循环伏2安法对防锈性能进行了评价。在一定的电位区间内,选用一定的扫描速度和扫描次数,通过比较极化电流大小评价防锈油防锈性能。同盐雾箱等实验相比,循环伏-安法快速、简便。但涂覆不同防锈油后,金属电极对特定电位区间下的电化学响应是不同的,这为电位区间的选择和循环次数的确定带来困难。扩展循环伏2安法是在一定的电位区间循环扫描,若无电流响应,则将电位区间扩展至有极化电流响应为止。通过比较出现极化电流的电位区间及同一电位区间极化电流的大小来评价防锈油的耐蚀性能,并与高温潮湿箱试验结果进行了比较。

2  实验方法

2. 1  油样及研究电极的制备

实验用油样配方见表1。电极材料为45 碳钢,研究电极用环氧树脂塑封,工作面积为1 cm2 。表面用砂纸打磨,经无水乙醇清洗、干燥后均匀涂覆防锈油。成膜后在3. 5 %(wt) NaCl 溶液中进行电化学测试,温度为室温。

 


 

2. 2  循环伏2安法

采用三电极体系,辅助电极为镀铂钛网,参比电极为饱和甘汞电极(SCE) 。利用“联机电化学测试系统”控制TD3690 电位仪(天津电子仪器厂产) ,将涂油电极浸泡在3. 5 %(wt) NaCl 溶液中,以一定扫速(50 mV/ s) 在一定的电位区间( - 0. 6~0 V) 循环扫描,设定扫描次数为8 ,记录所测得的最大极化电流。

2. 3  扩展循环伏2安法

扩展循环伏2安法所采用的仪器和测试系统与循环伏2安法相同。不同的是,扩展循环伏2安法是在电位区间( - 0. 6~0 V)循环扫描两次,记录所测得的最大极化电流。如果没有极化电流,则下一次扫描的电位区间扩展为( - 0. 6~0. 3 V) ,如果仍然没有出现极化电流,则电位区间继续扩展到( - 0. 6~0. 6 V) ,直至得到较大的极化电流为止。记录出现极化电流的电位区间及同一电位区间极化电流的大小。

2. 4  湿热试验

采用CT23 型潮湿箱,按GB/ T2631292 防锈油湿热实验法,模拟高温高湿条件进行腐蚀试验。试验温度49 ±1 ℃,相对湿度为95 %以上,每24 h 计为一周期,并在每一实验周期后检查试片表面的锈蚀情况,根据锈点个数,按SH/ T0217 进行评级。

3  结果与讨论

3. 1  循环伏2安实验

分别对涂覆不同防锈油的金属电极按实验方法2. 2 进行测量,扫描速度50 mV/ s ,扫描区间- 0. 6~0 V ,扫描8 次,所得结果见图1。图1 中a、b、c 和d 为涂覆4 种防锈油的金属电极在相同条件下的循环伏2安曲线。从图1 可见,经过8 次循环扫描后,涂1 号油的电极极化电流最大,约为2. 4 mA/ cm2 ;涂4 号油的电极极化电流最小,约为0. 2 mA/ cm2 ;而涂2 号、3 号油的电极极化电流相近。这说明在相同极化条件下,1 号油的油膜破坏得最严重,4 号油的油膜基本上没有被破坏,而2 号、3 号油的油膜破坏程度处于1 号、、4 号油之间。由此可见4 种防锈油耐腐蚀性能的次序为:1 号< 2 号< 3 号< 4 号。

3. 2  扩展循环状2安实验

 


 

图2a、b、c 和d 为涂覆4 种防锈油的金属电极在相同条件下的扩展循环伏2安曲线,扫描速度50 mV/ s ,每次扩展区间为40. 3V ,扫描次数为每区间2 次,实验结果表明,涂覆1 号油的电极在( - 0. 6 ~ 0 V) 区间经过2 次循环扫描, 没有电流响应, 在( - 0. 6~0. 3V) 区间循环扫描2 次后,才有较弱的极化电流响应,在( - 0. 6~0. 6 V) 区间扫描2 次后极化电流接近2. 3 mV/ cm2 ,在( - 0. 6~0. 9 V) 区间扫描1 次后,最大电流约为6 mA/ cm2 ;涂覆2号的电极在( - 0. 6~0. 3 V) 区间循环扫描2 次后,开始有电流响应,在( - 0. 6~1. 2 V) 区间进行循环扫描一次后电流接近6mA/ cm2 ;涂覆3 号油的电极在( - 0. 6~0. 9 V) 区间才开始有电流响应,在( - 0. 6~1. 5 V) 区间循环扫描2 次后,电流接近6. 5mA/ cm2 ;涂覆4 号油的电极直到( - 0. 6~1. 8 V) 区间循环扫描2次后电流才接近7 mA/ cm2 。这说明1 号油的油膜在0. 9 V 左右破坏就很严重;涂2 号油的电极在1. 2 V 附近油膜被严重破坏;涂3 号油的电极在1. 5 V 附近油膜被严重破坏;4 号油的油膜在1. 8 V 左右才被破坏。由此可见4 种防锈油耐蚀性能次序为:1号< 2 号< 3 号< 4 号。

 


 

3. 3  湿热试验

分别对涂覆4 种油的金属电极进行高温潮湿箱试验,结果见表2。实验结果表明,4 号油样耐湿热试验效果最好,经过5 个实验周期仍为1 级;2 号、3 号油样耐湿热实验结果相近;而1 号油样的结果最差,经过3 个试验周期仅为2~3 级。

 


 

4  结 论

循环伏2安法及扩展循环伏2安法可用于评价防锈油防护能力,测试结果与高温潮湿箱实验结果一致。扩展循环伏2安法更为快速、准确。

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