宾远红等：嗣Ｅ玲评价防璃潦层的耐腐蚀性能
用ＥＩＳ评价防腐涂层的耐腐蚀性能
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宾远红
李培芬李晓枫
（广东省珠海市质量计量监督检测所，广东珠海５１９００２）
摘要：本文介绍了一种评价涂层耐蚀性的方法——电化学阻抗谱法（ＥＩｓ），阐述了Ｅｌｓ技术测量的基本原理，举例介绍了测试方法和结果分析。
关键词：电化学阻抗；等效电路；耐蚀性
１前言金属表面涂层耐腐蚀性能的评价方法很多，包括一般的常规测试方法、盐雾试验、湿热试验和电化学测试方法等。电化学阻抗谱方法采用小振幅的正弦波扰动信号，对被测体系扰动小，且能够在不同的频率段分别得到涂层的电容、电阻、涂层与基底的界面电容、电阻等有关信息，能较准确快速的测试涂层下金属的腐蚀情况，此外他测量的频率范围很宽，能比其他常规的电化学方法得到更多的动力学信息及电极界面结构的信息，是一种用来评价涂层耐蚀性的主要的电化学方法。２电化学阻抗谱法（ＥＩｓ）测试原理激励电压和响应电流的关系：ｅ＝拓＝Ｅｓｉｎ（（ｕ￡＋ｊ５１）（１）江，ｓｉｎ（叫￡＋声２）（２）式中：ｅ一正弦激励电压信号，Ｖ；∞一角频率，Ｈｚ；声ｌ，５６２一电压和电流相位角，。；石一阻抗，Ｑ；ｉ一响应电流，Ａ；Ｅ，卜一电压和电流幅值，Ｖ、Ａ：经过拉普拉斯平面分析转化之后为：ｚ：掣：粤ｅｆ（≯ｔ一≠ｚ）：ＩｚＩ一：ｚ，＋矽（３）ｔＬｐ，』式中：ｚ一相应频率的阻抗值，Ｑ；歹一复数符号；ＩｚＩ—阻抗的模，Ｑ；ｚ７一表示阻抗的电阻部分；∥一表示阻抗的电容部分；声一相位差，。。通过施加一个正弦激励电压信号，得到各个频率和相位角下的阻抗ｚ和阻抗的模ＩｚＩ的值。３测试与分析测试一般采用电化学工作站，采用三电极体系，被测试样为工作电极，铂电极为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极，将试样用环氧树脂或聚酰亚胺胶带密封，保持试样暴露面积一定，好做比较。电化学介质一般采用３．５％的氯化钠中性溶液。测试前先将浸泡３０ｒｎｊｎ，等整个体系稳定再进行测量。测得的电化学阻抗谱分为Ｎｙｑｕｉｓｔ图和Ｂｏｄｅ图，如图１为试验测得的镁合金微弧氧化膜层的Ｎ）ｑｕｉｓｔ图。
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图１镁合金微弧氧化膜层的Ｎｙｑｕｉｓｔ图
目前电化学阻抗谱的分析方法主要有等效电路法和
数学模型法。等效电路法是用一些等效元件（等效电阻
Ｒ，等效电容Ｃｉ等效电感Ｌ，常相位角元件ＣＰＥ）来构成
一个电路，使这个电路的模拟阻抗谱与测得的阻抗谱相
同。等效电路法相比数学模型法更加具体直观，为目前
最常用的分析方法。将测得的如图１的数据用ｚｖｉｅｗ２
软件编辑等效电路模型进行拟合，得到拟合数据。等效
电路图如图２。
图２等效电路模型
其中Ｒ，代表溶液电阻；Ｃ。代表金属价质表面双电
层电容；Ｒ代表电荷传递电阻；Ｇ和圮反映与电荷传递
和双层扩散相关的电化学反应。Ｃ，代表膜层的电容，反
应涂层的抗渗透性能；Ｒ，代表膜层的阻抗值，反映膜层
阻挡电解质的能力，是评价膜层耐蚀性的主要参数。通
（下转第１９页）
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万方数据
陈画典：浅谈确瓷泥料标准化意叉厦技术指标标控
合理的成分技术指标，来实施对泥料化学成分的控制。
目前在国内陶瓷业界较普及的测量仪器主要有多元素快
速分析仪，原子吸收光谱仪，ｘ荧光光谱仪。不管用何种
仪器来做成分分析，均为相对分析，都是通过与标准物质
对比，得出相对合理的数据资料，为生产出质量稳定的产
品提供保证。
２．２粒度控制
对泥料的粒度控制，主要通过用标准筛来做筛余量
测试，对相对精细的粒度管制还可以用激光粒度分析仪
来测试。不同泥料粒度的控制是以１００目、２００目、２５０
目和３２５目等四种常用规格筛网管觎为主。在使用时粒
度过粗或过细均不利质量稳定，因过细不仅会增加原料
加工成本，不利提升加工产能和节省能耗，也不利泥料的
流动性，影响均质；而过粗易影响浆料性能，不利于稳定
生产；现有大部分泥料筛余量要求：≤０．２％（２００目）。
２．３磁性物的控制
磁性物是指分布于原料中或于加工过程中引入的机
械铁屑、硫铁矿或菱铁矿等有磁性的物质。除了原料本
身，生产原料的设备也可能引人磁性物。铁在陶瓷泥料
中以各种不同的形式存在，其中最严重的是金属铁（加工
过程中带人的铁屑），它不仅会影响陶瓷制品表面着色，
而且会出现明显的黑点或针孔，因此需依客户的实际要
求将其控制在合理的范围内。实践发现，在一般泥料中
的磁性物，其含量要小于０．３％。通过磁性物的控制来提高泥料的质量，确保最终产品质量的稳定性。２．４泥料含水率的控制泥料含水率的高低直接关系到企业的经济利益，因为没有统一的标准，经常造成经济纠纷，明确设定技术要求有利于企业之间的经济往来；含水率主要通过榨泥机来控制，一般控制在２０％一２５％。２．５白度的控制白度是泥料的一个重要指标，泥料白度与成品最相近。泥料经煅烧，在自然光下目视比对或者直接用白度仪测定比对，确认白度是否符合样品要求，一般要求煅烧白度（１０８０ｑｃ）＞７２。２．６线收缩率的控制收缩率直接影响陶瓷产品的尺寸是否符合设计要求，产品在设计之前，必须要知道泥料收缩率，才能开始设计。根据笔者的了解，泥料收缩率：高温泥料（１６±１）％、中温泥料（１５±１）％、白云陶泥料（４±Ｏ．５）％。２．７烧成温度的控制泥料必需要有明确的烧成温度，操作人员才有章可循。陶瓷是火的艺术，陶瓷产品必需通过火来实现。烧成温度的控制一般是通过窑炉，调整相关的油嘴或气枪或电炉丝及烧成时间，来实现烧成温度的控制。２．８线热膨胀系数的控制坯体与釉料能否结合与膨胀系数关系密切，一般坯、釉膨线胀系数相差控制在（５—１０）×１０－７／℃以内即釉料比泥料大（５～１０）×１０—４７／℃。综上所述，泥料标准化具有重要意义，通过对以上技术指标的控制，采用先进生产设备、工艺，并对生产流程进行有效分析及管控，使泥料标准化生产供应，确保陶瓷产品质量。泥料标准化，既是产业升级的出发点，又是产业崛起的着力点，泥料的标准化将使陶瓷行业真正走上规模化、集约化的绿色发展之路。
参考文献
［１］蔡建，余进红．浅谈我国陶瓷原料标准化、系列化工作之进展．
ｆ２］蔡作乾。王琏．杨根．陶瓷材料词典ｆＭ］．化学工业出版社．
作者简介：陈国典，男，工程师。工作单位：福建省德化县质量计量检测所。
通讯地址：３６２５００福建省德化县凤凰山陶瓷学院内。
收稿时间：２０１ｌ一０ｒ７一０５
（上接第１７页）
过等效电路模型得到各个等效元件的数值，从而得到膜
层的阻抗值。不同膜层的等效电路模型可能有所不同，
可以通过比较拟合得到的膜层的阻抗值的大小来评定膜
层的耐腐蚀性能，阻抗值越大，膜层的耐蚀性越好。同时
低频部分还能体现金属／涂层的界面信息，通过分析金属
腐蚀的电化学反应过程，分析涂层的作用机理。
４结语
电化学阻抗谱法（ＥＩｓ）评价涂层的耐腐蚀性能相对
于传统的、狈０试方法能更加快速直观、定量的评定膜层的
耐腐蚀性能，还能分析涂层的失效机理，期望制定有关
ＥＩＳ评价金属表面防腐涂层性能的国家标准。
参考文献
［１］曹楚南，张鉴清．电化学阻抗谱导论［Ｍ］．北京：科学出版社，２００２．
［２］张鉴清。曹楚南．电化学阻抗谱方法研究评价有机涂层［Ｊ］．腐蚀与
防护，１９９８，１９（３）：９９—１０４
［３］王杨，杨慧．用交流阻抗法研究铌钢在海水中的腐蚀［Ｊ］，腐蚀科学
与防护技术，２００９，２１（１）：６９—７１．
［４］刘旭文，熊金平，曹京宜．ＥＩｓ法研究３种配套涂层体系的腐蚀电化
学行为［Ｊ］．化工学报，２００８，５９（３）：５５９—６６４．
作者简介：宾远红，男，硕士研究生。工作单位：广东省珠海市质量计量监督检
测所。通讯地址：５１９０００广东省珠海市香洲区人民西路１３３号１０１３室。
李培芬，李晓枫，广东省珠海市质量计量监督检测所（珠海５１９０００）。
收稿时间：２０１１—１１—１０
万方数据
用EIS评价防腐涂层的耐腐蚀性能
作者：宾远红， 李培芬， 李晓枫
作者单位：广东省珠海市质量计量监督检测所,广东珠海,519002
刊名：
计量与测试技术
英文刊名：Metrology & Measurement Technique
年，卷(期)：2011,38(12)
1.曹楚南.张鉴清 电化学阻抗谱导论 2002
2.张鉴清.曹楚南 电化学阻抗谱方法研究评价有机涂层 1998(03)
3.王杨.杨慧 用交流阻抗法研究铌钢在海水中的腐蚀[期刊论文]-腐蚀科学与防护技术 2009(01)
4.刘旭文.熊金平.曹京宜 EIS法研究3种配套涂层体系的腐蚀电化学行为[期刊论文]-化工学报 2008(03)
本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_jlycsjs201112009.aspx