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识别有机涂层中的缺陷水平

2021-08-18 来源:广州机械信息网

识别有机涂层中的缺陷水平

最近,研究人员成功地确定了有机涂层中的缺陷水平,其中电化学噪声(EN)在单细胞(SC)模式下测量。

在该研究中,将开发用于识别有机涂层中的缺陷水平的现场腐蚀检测方法。

一项新工作旨在开发现场腐蚀检测方法,通过使用在Singe Cell(SC)模式下测量的电化学噪声(EN)来识别有机涂层中的缺陷水平中国涂料在线coatingol.com。电化学传感器用于缺陷识别,结果表明,随着缺陷水平的上升,电化学电流噪声(ECN)的幅度增加。

成功区分保护水平

基于功率谱密度(PSD)和离散小波分析的进一步数据分析证实,白噪声水平WL和小波能量分布可以成功地区分有机涂层的保护水平。

该研究发表于:Progress in Organic Coatings Volume 126, January 2019, Pages 53-61.

介绍海洋环境中使用的金属材料涂有有机涂层,以防止金属腐蚀,从而威胁材料的使用寿命。检测海洋环境中涂层金属的腐蚀损坏可以评估金属的剩余使用寿命并澄清腐蚀机理。

有机涂层下的金属腐蚀是一种电化学过程[1,2],因此,电化学阻抗谱(EIS)[3],偏振技术,电化学噪声(EN)[4],和一些局部的电化学技术是最常用的检测金属腐蚀。每种方法都有其独特的优点/缺点:极化技术不适合用于现场腐蚀检测,因为它会引起系统的大极化,这可能导致腐蚀电位的变化。在[5]中综述了局部电化学技术。局部EIS [6,7],扫描电化学显微镜(SECM),扫描参比电极技术(SVET)[8],扫描开尔文探针(SKP)[9]和扫描离子选择电极技术(SIET)已成功用于分析腐蚀降解有机涂层金属系统中的机理,但这些技术不容易用于检测现场金属的腐蚀。

在现场研究中,优选原位检测腐蚀降解,因为它不会在很大程度上干扰系统。电化学噪声(EN)用于原位测量自由腐蚀电位。EN测量设备的简单性使EN成为快速腐蚀检测的理想技术。EN已用于检测有机涂层金属的腐蚀[[10],[11],[12]],耐腐蚀性可通过电化学电位噪声(EPN)的标准偏差,电化学电流噪声的标准偏差来量化( ECN),抗噪声能力Rn[[13],[14],[15]],频谱噪声电阻[13],功率谱密度(PSD)[4,16,17从小波分析[造成],在部分信号标准偏差(SDPS)图18]和混乱和分形分析[19]。孟等人。[20]使用EN来研究环氧树脂涂层金属在海洋交替流体静压下的耐腐蚀性,并得出结论,EPN在涂层中的尖峰是由于压力变化的残余效应。Valentini等。[21]发现通过测量EN获得的电阻参数与通过EIS获得的电阻参数非常一致。Mojica等。[22]用EN评估了厚聚氨酯薄膜的保护,发现PSD中线性区域的斜率可用作腐蚀程度的指标。

现场测试的EN设置非常重要,一个简单,长期可靠的设置是最终的目标。用于涂漆金属的传统EN设置使用零电阻电流表(ZRA)进行,并且由两个名义上相同的工作电极和一个参考电极组成。由于这是难以在现场测试中,贾迈利,米尔斯和人[达到4,14,[23],[24],[25],[26],[27],[28],[29],[ 30],[31]]开发单基板(SS),多个单基板(MSS),基本无连接到基板(BNCS),多个无基板连接(MNCS)模式,适用于实验室和现场应用。然而,使用SS和BNCS仍然存在缺点,因为获得的Rn来自两个SS或三个BNCS区域,因此每个区域中的Rn不容易确定。最近,米尔斯等人。[32]开发了单细胞(SC)模式进行现场腐蚀测试。SC模式包含一个工作电极(WE)和一个参考电极(RE),它也用作对电极(CE),假设流过RE的电流很小,不会影响RE的稳定性[32]]。SC模式首先测量开路电位(OCP),然后在恒电位控制下测量ECN(在OCP处设置恒定电位)。由于SC模式设置相对容易,因此在现场腐蚀测试中很方便。但是,当涂层劣化严重时,流过RE的电流可能会显着增加;在这种情况下,使用单个RE是不合适的,并且需要另一个对电极(CE)。三电极系统(使用单独的CE和RE)对于SC模式是必要的,因为在可以测量电流噪声之前需要“退避”包括RE和WE的“电池”的电压。因此,就复杂性而言,单个细胞同样具有复杂性,其中积极评分是为了减少模糊性。但MSS和MNCS模式在解决后一个问题方面还有很长的路要走[28]。

在这里,我们使用改进的SC设置和数学方法(例如功率谱密度(PSD),统计分析和小波分析)来识别有机涂层中的缺陷水平,以从EN数据中提取有用的参数。

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