交变压力对环氧涂层/铝合金在模拟6000米超深海中的防护行为

doi:10.11902/1005.4537.2026.040

中国腐蚀与防护学报 DOI: 10.11902/1005.4537.2026.040

张贺琦, 陆卫中, 王红飞, 陈颖, 吴希革

Effect of Alternating Pressure on Protection Behavior of Epoxy Coating/6061 Aluminum alloy in Simulated 60MPa deep Sea Environment

引用本文:

张贺琦, 陆卫中, 王红飞, 陈颖, 吴希革. 交变压力对环氧涂层/铝合金在模拟6000米超深海中的防护行为[J]. 中国腐蚀与防护学报, 10.11902/1005.4537.2026.040.

全文: PDF(5640 KB)

摘要: 为探究6000 m超深海交变压力环境下环氧重防腐涂层对 6061 铝合金的防护机制，选取环氧粉末涂层与无溶剂液体涂层两种重防腐涂层体系，在 0.1~60 MPa 交变压力模拟 6000 m 超深海装备下潜与上浮服役工况，通过热学、力学性能、电化学阻抗谱、微区电化学阻抗谱、3D光学轮廓仪、微米计算机断层扫描、扫描电镜、拉曼光谱等测试手段，系统分析两种重防腐涂层的失效行为与防护机理。结果表明：0.1~60 MPa交变压力循环42次后，粉末涂层的拉伸性能保持率达80%，压缩强度基本不变；其低频阻抗模值保持在1010 Ω·cm²数量级，是同厚度液体涂层的2倍以上；液体涂层典型切面的CT孔隙率增至约4.61%，粉末涂层孔隙率仅增至约2.50%；微区电化学测试表明，粉末涂层防护性能更好，300  μm涂层有效延缓界。面和界面缺陷扩展；6061 铝合金的腐蚀产物主要为AlOOH与Al(OH)3的混合物。

关键词 ：交变压力, 环氧重防腐涂层, 6061铝合金, 电化学, 孔隙率

Abstract：To investigate the protective mechanism of epoxy heavy-duty anti corrosion coatings on 6061 aluminum alloy under alternating pressure conditions in 6000 m ultra deep sea environments, two coating systems, namely epoxy powder coating and solvent-free liquid epoxy coating, were selected to simulate the submergence and ascent service conditions of 6000 m ultra deep sea equipment under 0.1~60 MPa alternating pressure. The failure behavior and protection mechanisms of the two heavy-duty anti corrosion coatings were systematically analyzed through thermal analysis (DSC/TGA), mechanical property testing, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), local electrochemical impedance spectroscopy (LEIS), 3D optical profilometry, micro-computed tomography (Micro CT), scanning electron microscopy (SEM), and Raman spectroscopy. The results show that after 42 cycles of 0.1~60 MPa alternating pressure, the tensile strength retention rate of the powder coating reached 80%, while its compressive strength remained essentially unchanged. The low-frequency impedance modulus of the powder coating remained on the order of 1010 Ω·cm², which is more than twice that of the liquid coating with the same thickness. The porosity of the typical cross-section of the liquid coating increased to approximately 4.61%, whereas that of the powder coating increased to only about 2.50%. Local electrochemical impedance spectroscopy tests indicated that the powder coating exhibited better protective performance, and the 300 μm coating effectively delayed the propagation of interface and interfacial defects. The corrosion products on the 6061 aluminum alloy were mainly a mixture of AlOOH and Al(OH)3.

Key words： alternating pressure epoxy heavy-duty coating 6061 aluminum alloy electrochemistry porosity

收稿日期: 2026-02-05

基金资助:海工钢结构抗冲击吸能与长效防腐一体化复合涂层关键技术研发(2024Z133)

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