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【等离子喷涂】热喷涂层材料之锌及其合金材料
编辑:365bet官网   时间:2017-06-22

【等离子喷涂】热喷涂层材料之锌及其合金材料

一、锌

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性能

     锌为青白色金属,具有金属光泽。锌的原子序数30,原子量65.37。晶体结构为密排六方,随着温度升高,显示出同素异构的转变。锌在170℃以下为α相,在170~330℃为β相,在330~419℃为γ相。锌在25℃的标准电极电位为-0.76V,是较活泼的金属。


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     纯锌在潮湿的空气或水中,表面经常产生白色的碱性碳酸盐(OH)ZnCO3,具有一定的保护作用。锌的优点在于其表面的阳极特性和在非常薄的条件下保护的可靠性。锌的钝化效应非常小,但在铬酸盐溶液中可以明显的钝化,产生锌色保护膜。锌的耐蚀性和纯度,如果纯锌的杂质含量为0.0014%或更高,在使用过程中,阳极可以在表面腐蚀产品上形成高阻,坚硬不易脱落,纯锌阳极保护效果的成本。这是因为锌铁含量的增加会导致铁锌的形成,从而使其电化学性能明显恶化。


锌在室内变暗速度较慢,变暗通常从锌表面附有灰尘颗粒处开始。变暗速度受相对湿度的影响,只有当湿度达到70%才出现迅速腐蚀。因为当湿度达到或超过该值时,锌的腐蚀产物通过吸取充足水分促进腐蚀发展。

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应用

    热喷涂用锌丝纯度为99.99% ,在腐蚀不严重的大气条件下(如干燥大气、农村大气),可降低要求,纯度为 99.95 %。锌具有良好的塑性,可拉成丝材料,用于火焰丝材喷涂和电弧喷涂。锌也可以制成粉末,用于火焰喷涂和超音速等离子喷涂。当采用火焰喷涂时,锌在喷涂过程中一般纯度不会发生变化。


 而采用热浸镀锌时,用于镀锌的熔融锌中含有相当数量的铁。因此,火焰喷涂的锌涂层比热浸镀锌的涂层要纯。小工件上锌的涂层厚度约为25μm时,火焰喷涂锌的费用可与涂漆、电镀相竞争,而且具有更好的保护作用。


锌涂层主要用于钢铁的防腐。它已广泛应用于室外户外钢构件,如水门、桥梁、塔、容器等。此外,锌可以用作涂层表面涂层,在玻璃和陶瓷表面形成导电表面。

二、锌铝合金

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性能

     在锌中加入铝可以提高涂层的耐腐蚀性能。当合金中含有足够的铝时,即含铝量超过13%~15%时,能形成完整的氧化铝保护膜,对钢铁基体进行有效的阳极保护且对点腐蚀和裂纹不敏感,使其在水中和大气中具有良好的耐蚀性。Zn-Al合金的电化学性质在静特性方面与锌相似,电位接近锌。在动特性方面与铝相似,腐蚀速率与铝相近,其综合性能优于Zn和Al涂层。合金中Al的含量由于喷涂而减少,而锌的含量由于腐蚀而减少。


     锌铝合金常制成线材,喷涂时ZnO烟雾比喷纯锌时更少,没有喷锌时的臭味,是取代锌或铝很有发展前途的耐蚀金属涂层材料。化学成分和物理性能分别如表3和表4所示,尺寸规格有Φ1.6mm、Φ3.0mm和Φ3.17mm。

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应用

    锌铝合金一般是用金属丝制成的,而且涂层是用金属丝火焰喷涂或电弧喷涂来制备的。涂层在不同的大气、淡水、海水环境中具有良好的耐腐蚀性能,并克服涂层很容易因为压力和裂缝使界面底部的“生锈”的缺陷,可用于船舶防腐、钢结构(闸门、桥梁、水存储容器,等等)。

    Zn-Al15涂层厚度为40~80μm时,在大气环境中不会因基体锈蚀而“泛黄”,当与封闭涂料组合使用时有很长的防护寿命。涂层厚度为80~120μm时可直接使用,有较长的防护寿命。厚度为120~160μm时,无论封闭不封闭都有很长的防护寿命。对于同样的腐蚀环境和防护要求,涂层厚度可以低于纯锌和纯铝涂层厚度。


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