㈠ 不銹鋼如何進行表面處理和防腐塗漆
塗層與金屬基底間的附著力,與塗層對金屬的保護有著密切的關系,它主要是由附著力與有機塗層下金屬的腐蝕過程所決定的。有機塗層下金屬的腐蝕主要是由相界面的電化學腐蝕引起的,附著力的好壞對電化學腐蝕有明顯的影響。良好的附著力能有效地阻擋外界電解質溶液對基體的滲透,推遲界面腐蝕電池的形成。牢固的界面附著力可以極大地阻止腐蝕產物,金屬陽離子經相間側面向陰極區域的擴散,這些陽離子擴散是為了平衡陰極反應所生成的帶負電荷的氫氧根離子,這雖然是一個相當緩慢的過程,但是一旦附著力降低,陽離子從相間側面向陰極擴散則容易得多。
有機塗層的附著力,應該包含了兩個方面,首先是有機塗層與基底金屬表面的粘附力,其次是有機塗層本身的凝聚力。這兩者對於塗層的保護作用來說缺一不可。有機塗層在金屬基底表面的附著力強度越大越好,塗層本身堅韌緻密的漆膜,才能起到良好的阻擋外界腐蝕因子的作用。塗層的不能牢固地粘附於基底表面,再完好的塗層也起不到作用。塗層本省凝聚力差,漆膜容易開裂而失去保護作用。這兩個方面缺一不可,附著力不好,再完好的塗層也起不到作用,而塗層本身凝聚力差,則漆膜容易龜裂。這兩者共同決定塗層的附著力,構成決定塗層保護作用的關鍵因素。
影響塗層附著力有基本的兩個因素,塗料對底材的濕潤性和底材的粗糙度。塗層對金屬底材的濕潤性越強,附著力越好。一定的表面粗糙度對塗層起到了咬合錨固的作用。而炅盛處理劑研發的金屬附著力處理劑正是通過提升底材和塗層之間的附著力解決掉漆問題,輕松過百格、鹽霧等測試。
㈡ 請問什麼是電化學窗口,怎樣測試電化學窗口
一般而言,電化學窗口這個概念是針對電解質來說的。
對於一種電解質來說,加在其上的最正電位和最負電位是有一定限制的,超出這個限度,電解質會發生電化學反應而分解。那麼,這個最正電位和最負電位之間有一個區間,電解質穩定存在,我們把這個區間稱電化學窗口。電化學窗口是衡量電解質穩定性的一個重要指標。
電化學窗口一般可以通過CV法測試得到,在電化學循環伏安曲線上沒有電化學反應的那一段區間,就是電化學勢窗。在這個電位范圍內,電解質沒有電化學反應發生。因此在電化學研究時,研究對象的氧化還原電位應該處在所選擇的電解質的電化學窗口之中,才不會造成負面影響。
電化學窗口寬的支持電解質,就能用於研究氧化電位更高,或者是還原電位更低的電化學反應,當然,也能有更好的應用價值。
㈢ 電化學感測器的原理及應用
基本原理
化學感測器主要由兩部分組成:識別系統;傳導或轉換系統。
識別系統反待測物的某一化學參數(常常是濃度)與傳導系統連結起來。它主要具有兩種功能:選擇性地與待測物發生作用,反所測得的化學參數轉化成傳導系統可以產生響應的信號。分子識別系統是決定整個化學感測器的關鍵因素。因此,化學感測器研究的主要問題**是分子識別系統的選擇以及如何反分子識別系統與合適的傳導系統相連續。化學感測器的傳導系統接受識別系統響應信號,並通過電極、光纖或質量敏感元件將響應信號以電壓、電流或光強度等的變化形式,傳送到電子系統進行放大或進行轉換輸出,終使識別系統的響應信號轉變為人們所能用作分析的信號,檢測出樣品中待測物的量。
化學感測器在環境與衛生監測中的應用
(一)空氣檢驗
1、濕度感測器 濕度是空氣環境的一個重要指標,空氣的濕度與人體蒸發熱之間有著密切關系,高溫高濕時,由於人體水分蒸發困難而感到悶熱,低溫高濕時,人體散熱過程劇烈,容易引起感冒和凍傷。人體**適宜的氣溫是18~22℃,相對濕度為35%~65%RH。 在環境與衛生監測中,常用於濕球溫濕度計、手搖濕溫度計和通風濕溫度計等儀器測定空氣濕度。近年來,大量文獻報道用感測器測定空氣濕度。
2、氧化氮感測器 氧化氮是氮的各種氧化物所組成的氣體混合物的總稱,常以NOX表示。在氧化氮中,不同形式的氧化氮化學穩定性不同,空氣中常風的是化學性質相對穩定的一氧化氮,它們在衛生學上的意義顯得較其它形式氧化氮更為重要。在環境分析中,氧化氮一般指一氧化氮
3、硫化氫氣體感測器 硫化氫是一種無色、具有特殊腐蛋臭味的可燃氣體,具有刺激性和窒息性,對人體有較大危害。目前大多用比色法和氣相色譜法測定空氣中硫化
4、二氧化硫感測器 二氧化硫是污染空氣的主要物質之一,檢測空氣中二氧化硫嘗試是空氣檢驗的一項經常性工作。應用感測器監測二氧化硫。從縮短檢測時間到降低檢出限,都顯示出極大的優越性。
㈣ 電化學分析法的主要方法
電導法
是用電導儀直接測量電解質溶液的電導率的方法。
電化學分析法電位滴定法
是在用標准溶液滴定待測離子過程中,用指示電極的電位變化指示滴定終點的到達,是把電位測定與滴定分析互相結合起來的一種測試方法。
電化學分析法電解分析法
是將直流電壓施加於電解池的兩個電極上,根據電極增加的質量計算被測物的含量。
電化學分析法伏安法
根據電解過程中的電流電壓曲線(伏安曲線)來進行分析的方法。
電化學分析法溶出伏安法
將恆電位電解富集法與伏安法結合的一種極譜分析方法。它首先將欲測物質在適當電位下進行電解並富集在固定表面積的特殊電極上,然後反向改變電位,讓富集在電極上的物質重新溶出,同時記錄電流電壓曲線。根據溶出峰電流的大小進行定量分析。
電化學分析法電位溶出分析法
在恆電位下將被測物質電解富集在工作電極上,然後斷開恆電位電路,由電解液中的氧化劑將被富集的物質溶解出來,同時記錄溶出時的電位時間曲線,根據曲線上溶出階的長度進行定量,這種方法縮寫為P.S.A.。
電位溶出分析法與溶出伏安法之間主要區別在於前者在溶出時沒有電流流過工作電極,而後者具有背景電流,在某些情況下可能淹沒溶出峰。
㈤ 介質濃度對納米氧化鋅改性聚氨酯復合塗層抗介質滲透能力影響研究
楊立紅1,2劉福春2韓恩厚2任玉林1李宗田1
(1.中國石化石油勘探開發研究院,北京100083;2.中國科學院金屬研究所,沈陽110016)
摘要 依據前期工作,遴選鹽基比(P/B)為0.3的納米氧化鋅改性聚氨酯塗層,探討了介質濃度對塗層抗介質滲透能力的影響規律。結果表明,納米氧化鋅改性聚氨酯塗層的壽命隨著腐蝕性介質濃度的升高而降低,溶液濃度越高,電阻下降越快。而在浸泡一定時間後,高濃度溶液中的塗層電容反而較低,原因是擴散進入塗層中的離子與水形成宏觀水簇,降低了水的活度,同時也降低了塗層的防護性能。
關鍵詞 電化學阻抗譜 納米氧化鋅復合塗層 介質濃度
Determination of the Effect of Solution Concentration on the Water Uptake and Coatings Lifetime by EIS
YANG Li-hong1,2,LIU Fu-chun2,HAN En-hou2,REN Yu-lin1,LI Zong-tian1
(1.Exploration & Proction Research lnstitute,SlNOPEC,Beijing100083;2.lnstitute of Metal Research,Chinese Academy of Science,Shenyang110016)
Abstract The protective properties of polyurethane coatings were studied using the impedance spectros technique.The effects of solution concentration were investigated.The results obtained can be summarized as follows:(1)the lifetime increases with decreasing the NaCl concentration;(2)The presence of Cl-ion can slightly increase the diffusion coefficient of water ring the initial stage of immersion,however,inhibits the absorption of water at the following stage,which is mainly e to water clustering with the absorbed ions more easily than that with resin,leading to microscopic clusters and decreasing the activity of water.
Key words EIS nano-ZnO/polyurethane coating Solution concentration
有機塗層對金屬基體的保護是一個復雜的過程,通常是通過阻擋機制、電化學機制以及黏結機制起作用[1,2]。腐蝕性介質(離子、水、氧等)通過吸附和傳輸進入有機塗層中,從而影響了塗層/金屬體系的腐蝕特性。對塗層/金屬體系的界面行為已經有了廣泛的探討,但對環境因素的影響還缺少深入的研究。
隨著電化學技術在塗層領域內的深入應用,許多電化學測試方法已成功地應用於塗層分析中,電化學阻抗譜(EIS)是一種無損檢測技術,通過阻抗譜測定可獲得塗層防護性能的許多信息,因此已經被廣泛地應用於塗層的檢測以及腐蝕機理研究[3~7]。本文主要應用EIS方法研究聚氨酯塗層的防護特性,重點探討水及離子在納米復合聚氨酯塗層中的傳輸行為。
1 實驗方法
1.1 塗層的制備
以聚氨酯為基料,納米ZnO為顏料,配成顏基比為0.3的4種樣品(圖1),基底金屬為45#鋼板,經機械拋光,丙酮除油無水乙醇除水處理後塗裝,塗層干膜厚度為(30±5)μm。塗裝完成後,在80℃下固化10h。
圖1 顏基比為0.3的納米氧化鋅改性聚氨酯復合塗層的透射電鏡形貌
1.2 電化學阻抗測量
電化學阻抗測試採用美國EG&G公司M263恆電位儀和5210鎖向放大器組成的M398交流阻抗測量系統,測試頻率范圍為:10-2~105Hz,正弦波信號的振幅為20mV,測試採用三電極體系,輔助電極為不銹鋼,參比電極為飽和甘汞電極,以基體金屬為研究電極,阻抗數據經計算機採集後,用EQUIVCRT軟體解析。腐蝕介質為一次蒸餾水配製的濃度分別為0和3.5%的NaCl溶液,NaCl為分析純試劑。將待測塗層試樣安裝在電解池中,於不同的浸泡時間測量體系的電化學阻抗譜。
2 結果與討論
2.1 納米氧化鋅改性聚氨酯復合塗層在不同濃度溶液中的電化學阻抗譜特徵
納米氧化鋅改性聚氨酯塗層在3.5%NaCl溶液浸泡過程中,塗層的電阻逐漸降低,相位角逐漸向高頻方向移動,說明塗層中的缺陷隨著浸泡時間的延長而逐漸增加(圖2)。當浸泡到180h時,電阻已經低於108Ω·cm2。而塗層電阻是體現塗層抗介質滲透能力的一個重要參數,通常來說塗層電阻越低,抗介質滲透能力越差,當電阻達到107Ω·cm2時,塗層已經失去了應有的保護作用。
圖2 納米氧化鋅改性聚氨酯復合塗層在蒸餾水中浸泡的波特圖
圖3為顏基比為0.3的納米氧化鋅復合聚氨酯塗層在蒸餾水中浸泡的阻抗譜,從圖中可以看出,在整個浸泡過程中,阻抗譜一直維持一個時間常數,塗層的電阻較穩定,且一直處於較高水平。這說明塗層的防護性能良好,在浸泡過程中,電解質溶液沒有通過滲透到達塗層/基體界面,基底金屬沒有發生腐蝕。
圖3 納米氧化鋅改性聚氨酯復合塗層在蒸餾水中浸泡的波特圖
與圖3的結果相比較,當顏基比為0.3的納米氧化鋅改性聚氨酯塗層在3.5%NaCl溶液中浸泡時,塗層的電阻下降較快,在浸泡到100h時,電化學阻抗譜即出現了第二個時間常數,此時基體金屬已經發生了腐蝕,如果將第二個時間常數出現的時間定為塗層的壽命,那麼納米氧化鋅改性聚氨酯塗料在蒸餾水中浸泡時塗層的壽命遠遠高於在3.5%NaCl溶液中浸泡時塗層的壽命。
2.2 介質濃度對納米氧化鋅改性聚氨酯復合塗層阻抗參數的影響規律
對上述阻抗譜進行解析,得到兩種溶液浸泡過程中塗層的電阻和電容隨時間變化的曲線,結果如圖4所示。
塗層在介質溶液中浸泡時發生吸水與離子傳輸,導致塗層電容值增大而塗層的孔隙電阻減小;當侵蝕性介質傳輸到達基體時,形成基體/溶液的電化學界面,引起基體金屬的電化學腐蝕。塗層電阻是塗層抗介質滲透能力的反映,可用來對塗層防腐蝕性能進行評價。圖4(a)給出了不同溶液中塗層的孔隙電阻隨浸泡時間的變化,從圖中可看到,在浸泡前期,塗層電阻有所下降,而且在高濃度溶液中浸泡時下降的速度較大,塗層電阻最小。圖4(b)示出了塗層電容隨浸泡時間的變化關系,塗層電容的變化與塗層的吸水量直接相關,電容變化越大,塗層的吸水率越高,電容和吸水率之間滿足如下關系[8]:
Xv=100lg(CP/C0)/(lg80)
圖4 納米氧化鋅改性聚氨酯復合塗層在不同溶液中浸泡時塗層參數隨時間的變化
從圖4中可見,電容的變化可以分為兩個階段,在浸泡初期,塗層電容逐漸升高,但浸泡到一段時間後,塗層電容趨於穩定,說明此時塗層的吸水量開始趨於飽和。對浸泡初期的電容-時間曲線進行線性擬合,結果如圖5所示。
圖5 浸泡初期階段水在塗層中傳輸過程的線性擬合
從圖5可以看出,在浸泡初期各曲線近似表現為線性關系。結合上述公式,由直線截距和斜率可計算出水在塗層中的擴散系數,計算結果表明,在3.5%NaCl介質中,水在塗層中的擴散系數為1.61×10-11cm2/s,在蒸餾水中,水在塗層中的擴散系數為1.76×10-11cm2/s。兩種溶液中水分子的擴散系數相差不大,氯化鈉溶液中水的擴散系數值比蒸餾水中稍有提高。然而從圖中看到塗層的電容值卻隨NaCl含量增加而減小,即塗層的吸水速度下降,這種現象在浸泡中後期尤為明顯,這與NaCl對水擴散系數值的影響規律完全相反,可見在浸泡的中後期,水的傳輸並不是以Fick擴散進行的。這是由於水和離子以不同的速率向塗層中擴散,離子在塗層中擴散速度較慢,最初階段只是水在塗層中的傳輸,隨著浸泡時間的延長,離子傳輸到達塗層中,由於水分子-聚合物之間的介電常數較低,且水分子與離子間存在一定的鍵合力,在塗層中均勻分布的水分子與離子相吸附,形成宏觀水簇,降低了水的活度,進而抑制了水與塗層間的相互作用,因此在浸泡中後期,塗層電容隨著NaCl濃度的增加而降低。此外,如果幾個水-離子吸附形成的水簇相接觸,就會形成一個可降低塗層電阻的通路,這樣氯離子就可以通過此通路到達金屬表面,形成點蝕。溶液濃度越大,這種離子水簇的量越多,越容易形成點蝕,因而塗層的壽命越短。
3 結論
(1)水在聚氨酯塗層中的傳輸初始階段滿足Fick第二擴散定律。初始階段,氯離子的存在對水擴散系數的影響不大,而在浸泡一定時間後,高濃度溶液中的塗層電容反而較低,原因是離子的介電系數較高,擴散進入塗層中的離子優先與水形成宏觀水簇,降低了水的活度。
(2)納米氧化鋅改性聚氨酯復合塗層的壽命隨著腐蝕性介質濃度的升高而降低,溶液濃度越高,電阻下降越快。
參考文獻
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㈥ 電化學測定有機物原理
這個比較籠統,根據原理有幾種不同情況,比如利用氧化還原的(電量),利用電位的、利用電流的等等,可以寫一本書了,不要這么問好嗎?
㈦ 化學分析方法中較常用的檢測方法
鑒定金屬由哪些元素所組成的試驗方法稱定性分析,測定各組分間量的關系(通常以百分比表示)的試驗方法稱定量分析。若基本上採用化學方法達到分析目的,稱為化學分析。若主要採用化學和物理方法(特別是最後的測定階段常應用物理方法),一般採用儀器來獲得分析結果,稱為儀器分析。化學分析根據各種元素及其化合物的獨特化學性質,利用化學反應,對金屬材料進行定性或定t分析。定量化學分析按最後的測定方法可分為重量分析法、滴定分析法和氣體容積法等三種。重量分析法是使被測元素轉化為一定的化合物或單質與試樣中的其他組分分離,最後用天平稱重方法測定該元素的含量。滴定分析法是將已知准確濃度的標准溶液與被測元素進行完全化學反應,根據所耗用標准溶液的體積(用滴定管測量)和濃度計算被測元素的含量。氣體容積法是用量氣管測量待測氣體(或將待測元素轉化成氣體形式)被吸收(或發生)的容積,來計算待測元素的含量。由於化學分析具有適用范圍廣和易於推廣的特點,所以至今仍為很多標准分析方法所採用。儀器分析根據被測金屬成分中的元素或其化合物的某些物理性質或物理與化學性質之間的相互關系,應用儀器對金屬材料進行定性或定量分析。有些儀器分析仍不可避免地需要通過一定的化學預處理和必要的化學反應來完成。金屬化學分析常用的儀器分析法有光學分析法和電化學分析法兩種。光學分析法是根據物質與電磁波(包括從丫射線至無線電波的整個波譜范圍)的相互關系,或者利用物質的光學性質來進行分析的方法。最常用的有吸光光度法(紅外、可見和紫外吸收光譜)、原子吸收光譜法、原子熒光光譜法、發射光譜法(看譜分析)、濁度法、火焰光度法、x射線衍射法、x射線熒光分析法以及放射化學分析法等。電化學分析法是根據被測金屬中元素或其化合物的濃度與電位、電流、電導、電容或電量的關系來進行分析的方法。主要包括電位法、電解法、電流法、極譜法、庫侖(電量)法、電導法以及離子選擇電極法等。儀器分析的特點是分析速度快、靈敏度高,易於實現計算機控制和自動化操作,可節省人力,減輕勞動強度和減少環境污染。但試驗裝工通常較龐大復雜,價格昂貴,有些大型、復雜、精密的儀器只適用於大批量和成分較復雜的試樣分析工作。
㈧ 電化學怎麼測電化學方法測重金屬最低檢出線
1. 基本原理 化學檢測儀器三部分組成。其中電解質溶液即電分析化學的分析對象。電化學感測器也稱為電極,根據應用形式不同,又分為雙電極,三電極,四電極體系。電極之間通過電路與檢測儀器連接。