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中国腐蚀与防护学报  2014, Vol. 34 Issue (6): 489-494    DOI: 10.11902/1005.4537.2013.212
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AZ91镁合金表面合成聚苯胺涂层及其腐蚀性能研究
潘太军1,2(), 汪涛1
1. 常州大学 材料科学与工程学院 常州 213164
2. 常州大学 江苏省材料表面技术重点实验室 常州 213164
Corrosion Performance and Preparation of Polyaniline Film on the Surface of AZ91 Magnesium Alloy
PAN Taijun1,2(), WANG Tao1
1. School of Material Science and Engineering, Changzhou University, Changzhou 213164, China
2. Jiangsu Key Laboratory of Material Surface Technology, Changzhou University, Changzhou 213164, China
全文: PDF(1893 KB)   HTML
摘要: 

采用循环伏安法 (CV) 在含草酸、苯胺单体的溶液中以AZ91镁合金为基底沉积聚苯胺 (Pani) 涂层,并通过IR和SEM等手段对涂层的结构和形貌特征进行表征；同时通过极化曲线、开路电位-时间曲线及电化学阻抗谱 (EIS) 等评价涂层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性。结果表明,聚苯胺涂层有效提高了镁合金基体的自腐蚀电位,并导致镁合金腐蚀电流密度下降近两个数量级；长期浸泡过程中发现涂层能够有效抑制腐蚀溶液的渗透,阻止基体合金的腐蚀。
关键词 ： 聚苯胺,  循环伏安法,  腐蚀,  AZ91镁合金    
Abstract：

Polyaniline (Pani) film was applied onto AZ91 magnesium alloy in aqueous solutions containing oxalic acid and aniline monomer by cyclic voltammetry (CV) technique, which then was characterized by means of IR and SEM technique. Furthermore, the corrosion performance of the coating was evaluated in 3.5%NaCl solution through examining the polarization curves, open circuit potential versus time and the electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The results indicated that the Pani coating could effectively shift the free corrosion potential much positively for the coated AZ91 magnesium and led to significantly diminish its corrosion current density by two orders of magnitude. Long-term immersion experiments indicated that the Pani coating can effectively hinder the permeation of corrosive species toward matrix, thereby prevent AZ91 magnesium alloy from corrosion.
Key words： polyaniline    cyclic voltammerty    corrosion    AZ91 magnesium alloy
    
ZTFLH:  O646  
基金资助:国家自然科学基金项目(51101023)和常州市科技项目(CE20110005)以及江苏省海外研修项目资助
作者简介: null

潘太军，男，1977年生，博士，教授，研究方向为材料腐蚀与防护
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潘太军
汪涛

引用本文:

潘太军, 汪涛. AZ91镁合金表面合成聚苯胺涂层及其腐蚀性能研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2014, 34(6): 489-494.
Taijun PAN, Tao WANG. Corrosion Performance and Preparation of Polyaniline Film on the Surface of AZ91 Magnesium Alloy. Journal of Chinese Society for Corrosion and protection, 2014, 34(6): 489-494.

链接本文:

https://www.jcscp.org/CN/10.11902/1005.4537.2013.212      或      https://www.jcscp.org/CN/Y2014/V34/I6/489

图1  聚苯胺涂层的红外光谱
图2  循环伏安法合成聚苯胺涂层表面形貌及其在3.5%NaCl溶液中浸泡160 h后的表面形貌
图3  聚苯胺涂层和AZ91镁合金在3.5%NaCl溶液中的动电位极化曲线
Sample Ecorr
mV 		icorr
Acm-2 		Vcorr
mma-1 		βa
mV 		βc
mV 		Rp
Ωcm2
Blank AZ91 -1307 3.29×10-4 12.7 394.8 530.6 299
Coated AZ91 -699.5 9.38×10-6 0.72 519.3 10253 16299
表1  动电位极化曲线拟合的电化学参数
图4  AZ91镁合金与聚苯胺涂层在3.5%NaCl溶液中的开路电位-时间曲线
图5  AZ91镁合金在3.5%NaCl溶液中浸泡不同时间的 Nyquist和Bode图
Time / h Rs / Ωcm2 Ysl / Ω-1cm-2S-n nsl Rpo / Ωcm2 Ydl / Ω-1cm-2S-n ndl Rct / Ωcm2 L / Hcm2 Rl / Ωcm2
0.25 3.49 2.92×10-6 0.70 8.38 5.79×10-6 1 95.53 17.75 21.08
1 4.65 2.88×10-6 0.74 11.00 8.15×10-6 0.98 205.30 41.67 137.90
5 5.44 4.17×10-6 0.79 14.10 2.97×10-5 0.95 569.10 952.80 330.20
8 4.43 6.63×10-6 0.75 7.39 4.58×10-5 0.93 519.60 3675 1210
12 4.78 1.49×10-5 0.68 6.61 5.02×10-5 0.94 400.50 542.90 823.10
20 4.36 3.30×10-6 0.83 4.69 3.42×10-5 0.99 259.90 374.90 292.80
表2  AZ91镁合金在3.5%NaCl溶液中的电化学阻抗谱拟合结果
Times / h Rs / Ωcm2 Yo-f / Ω-1cm-2S-n nf Rf / Ωcm2 Yo-dl / Ω-1cm-2S-n ndl Rt / Ωcm2
0.25 25.89 4.26×10-4 0.740 476.60 1.93×10-3 0.740 102.7
1 23.26 2.81×10-4 0.630 906.80 9.88×10-4 0.820 163.5
10 21.91 1.82×10-4 0.720 1965 1.42×10-4 0.732 676.9
30 30.35 9.97×10-5 0.840 1.45×10-4 2.63×10-5 0.780 1777
80 26.46 6.25×10-5 0.724 3.25×10-4 3.22×10-4 0.820 2916
120 31.74 4.03×10-5 0.730 5.09×10-4 4.75×10-5 0.690 7033
144 28.47 1.32×10-5 0.680 3967 6.78×10-4 0.710 6689
160 26.21 2.21×10-4 0.600 37.98 7.98×10-4 0.720 3938
表3  沉积聚苯胺涂层的AZ91合金在3.5%NaCl溶液中腐蚀电化学阻抗谱参数拟合结果
图6  AZ91镁合金沉积涂层前后的等效电路
图7  聚苯胺涂层在3.5%NaCl溶液中浸泡不同时间的Nyquist和Bode图
[1] Song G L. Corrosion and Protection of Magnesium Alloys[M]. Beijing: Chemical Industry Press, 2006
[1] (宋光铃. 镁合金腐蚀与防护[M]. 北京: 化学工业出版社, 2006)
[2] de Berry D W. Modification of the electrochemical and corrosion behavior of stainless steels with an electroactive coating[J]. J. Electrochem. Soc., 1985, 132(5): 1022-1026
[3] Andreia R, Carla G C, Brett M A. Polyphenazine films as inhibitors of copper corrosion[J]. J. Electro. Chem., 2013, 688(1): 282-288
[4] Xu G R, Yi Q F, Zhou G X, et al. Preparation and corrosion resistance of conductive polyaniline coating on aluminum by electropolymerization[J]. J. Chin. Soc. Corros. Prot., 2008, 28(1): 11-15
[4] (徐国荣, 易清风, 周光喜等. 铝基体上电沉积聚苯胺膜及其耐蚀性[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2008, 28(1): 11-15)
[5] Zhang Y J, Feng T, Shao Y W, et al. Effect of pani/epoxy coating on the corrosion resistance of AZ91D magnesiu alloy[J]. J. Chin. Soc. Corros. Prot., 2010, 30(4): 284-289
[5] (张颖君, 冯涛, 邵亚薇等. 聚苯胺/环氧涂层对 AZ91D 镁合金耐蚀性能的影响[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2010, 30(4): 284-289)
[6] Truong V T, Lai P K, Moore B T, et al. Corrosion protection of magnesium by electroactive polypyrroler/paint coatings[J]. Synth. Met.2000, 110: 7-15
[7] Guo X W, Jiang Y F, Zhai C Q, et al. Preparation of even polyaniline film on magnesium alloy by pulse potentiostatic method[J]. Synth. Met., 2003, 135: 169-170
[8] Jiang Y F, Bao Y F, Yang S Z, et al. Corrosion protection of polyaniline on magnesium alloy[J]. Surf. Technol., 2006, 35(6): 19-21
[8] (蒋永锋, 包晔峰, 杨顺贞等. 镁合金表面聚苯胺膜层防腐性能的研究[J]. 表面技术, 2006, 35(6): 19-21)
[9] Peng X Y, Luan F, Liu X X, et al. pH-controlled morphological structure of polyaniline during electrochemical deposition[J]. Electrochim. Acta, 2009, 54: 6172-6177
[10] Zhang Q H, Wang X H, Jing X B. Sytnhessi of polyaniline and its spcetra properties[J]. Chem. World, 2001, (5): 242-244
[10] (张清华, 王献红, 景遐斌. 聚苯胺的合成及光谱特征[J]. 化学世界, 2001, (5): 242-244)
[11] Wang Y, Northwood D O. An investigation into TiN-coated 316L stainless steel as a bipolar plate material for PEM fuel cells[J]. J. Power Sources, 2007, 165: 293-298
[12] Cao C N,Zhang J Q. Introduction of Electrochemical Impedance Spectroscopy[M]. Beijing: Science Press, 2002: 26-177
[12] (曹楚南,张鉴清. 电化学阻抗谱导论[M]. 北京:科学出版社,2002: 26-177)
[1] 李承媛, 陈旭, 何川, 李鸿瑾, 潘鑫. 埋地金属管道交流电腐蚀研究进展[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2021, 41(2): 139-150.
[2] 明男希, 王岐山, 何川, 郑平, 陈旭. 温度对X70钢在含CO2地层水中腐蚀行为影响[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2021, 41(2): 233-240.
[3] 王坤泰, 陈馥, 李环, 罗米娜, 贺杰, 廖子涵. 铁细菌对L245钢腐蚀行为的影响研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2021, 41(2): 248-254.
[4] 乔及森, 夏宗辉, 刘立博, 许佳敏, 刘旭东. 铝镁双金属反向等温包覆挤压棒材耐腐蚀性能[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2021, 41(2): 255-262.
[5] 黄涛, 许春香, 杨丽景, 李福霞, 贾庆功, 宽军, 张正卫, 武晓峰, 王中琪. Zr含量对Mg-3Zn-1Y合金显微组织和腐蚀行为的影响[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2021, 41(2): 219-225.
[6] 葛鹏莉, 曾文广, 肖雯雯, 高多龙, 张江江, 李芳. H2S/CO2共存环境中施加应力与介质流动对碳钢腐蚀行为的影响[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2021, 41(2): 271-276.
[7] 何静, 杨纯田, 李中. 建筑行业微生物腐蚀与防护研究进展[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2021, 41(2): 151-160.
[8] 张艺凡, 袁晓光, 黄宏军, 左晓姣, 程禹霖. 铜铝层状复合板中性盐雾腐蚀行为研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2021, 41(2): 241-247.
[9] 姜伯晨, 曹将栋, 曹雪玉, 王建涛, 张少朋. Gd2(Zr1-xCex)2O7热障涂层陶瓷层材料的CMAS热腐蚀行为研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2021, 41(2): 263-270.
[10] 曹京宜, 杨延格, 方志刚, 寿海明, 李亮, 冯亚菲, 王兴奇, 褚广哲, 赵伊. 淡水舱涂层在不同水环境中的失效行为研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2021, 41(2): 209-218.
[11] 曹京宜, 方志刚, 冯亚菲, 李亮, 杨延格, 寿海明, 王兴奇, 臧勃林. 国产镀锌钢在不同水环境中的腐蚀行为：II反渗透水和调质水[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2021, 41(2): 178-186.
[12] 郑黎, 王美婷, 于宝义. 镁合金表面冷喷涂技术研究进展[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2021, 41(1): 22-28.
[13] 于宏飞, 邵博, 张悦, 杨延格. 2A12铝合金锆基转化膜的制备及性能研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2021, 41(1): 101-109.
[14] 董续成, 管方, 徐利婷, 段继周, 侯保荣. 海洋环境硫酸盐还原菌对金属材料腐蚀机理的研究进展[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2021, 41(1): 1-12.
[15] 唐荣茂, 朱亦晨, 刘光明, 刘永强, 刘欣, 裴锋. Q235钢/导电混凝土在3种典型土壤环境中腐蚀的灰色关联度分析[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2021, 41(1): 110-116.

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