Page 39 - 2025年7月防腐蚀专辑

等：复合溶胶感光机理及点 防腐涂层制备

矿结构 TiO 的（101）、（004）、（200）和（211）晶面，在曲 2. 5 TiO -SiO 涂层耐腐蚀性
2 2 2
线的 15°~30°处还发现了明显的非晶包子峰，说明制
2. 5. 1 化 线和 分析
备的点 涂层为非晶和锐钛矿TiO 晶体的复合结构。
2 图 8（a）显示了不同涂层的极化曲线。从图中可
为了进一步验证非晶结构的成分，对上述点 涂层
以看出，20钢在涂覆 TiO -SiO 涂层后，自腐蚀电位继
2 2
进行了 EDS分析如图 5（b）。可以看出表面除了 Fe、C
续增大，自腐蚀电流继续减小，说明两者复合有利于
等基体元素外，还有 Ti、Si 和 O 元素，结合 XRD 结构
提升涂层的耐腐蚀性，这与文献 报道一致。最后在
[4]
-SiO 涂层。且从 EDS 分析也
2 列与基板之间事先平 一层 TiO -SiO 涂层后，自
可知 20 钢表面为 TiO 2
可以看到，复合薄膜中含有 Si 元素，说明在复合凝胶 2 2
腐蚀电位明显增大，自腐蚀电流明显减小，说明 20钢
膜溶洗过程中，Si元素并未被乙醇完全溶解。
的耐腐蚀性得到进一步的提升。图 8（b）为不同涂层
2. 3. 2 表面形貌分析
的 Nyquist 曲线和相应的等效电路图，显示为半径不
选用原子力显微镜观察 TiO -SiO 点 涂层三维
2 2 同的电容环 ，相应的等效电路如图所示 。 R 、R
s
形貌。图 6 为平 有底层 TiO -SiO 复合膜的点 涂 和 CPE 分别表示溶液电阻、电荷转移电阻和恒相位 ct
2
2
层表面形貌，可以看出格点规整排列，尺寸为 10 μm。
电容。R 是 量样品耐腐蚀性的主要参数，R 越大，
说明经热处理后，点 被完整保留，采用感光溶胶凝 ct ct
说明材料的耐腐蚀性越强 。 其中 ，涂覆平 底
-SiO 点
2 层/TiO -SiO 涂层的R 最大，可见其耐腐蚀性最强。
胶法可以在 20 钢表面获得规整的 TiO 2
涂层。 2 2 ct

259.9 nm 259. 9 nm
129.9 nm
75
259. 9 nm 60
45 （A·cm -2 ）
30
15 μm 15
0 30 45 60 75
15
（a）—二维形貌 （b）—三维形貌 电流 度/
图6 TiO -SiO 点 涂层二维形貌和三维形貌的原子力照片
2 2
Fig. 6 Atomic force photo of TiO -SiO lattice coating
2 2

2. 4 分析

电 电位/V
图7为各涂层的水接触角测试结果。

46° 79°
（a）— 化曲线

D

;
（a）—20钢 （b）—TiO 点 涂层 （Ω·cm 2 ）
2
94° 96° -Z″/×10 3

（c）—TiO -SiO 涂层 （d）—平 底层/TiO -SiO 涂层
Z′×10（Ω·cm）
2 2 2 2 ;
3
2
/
图7 涂覆不同涂层的 20钢表面水接触角
（b）—Nyquist曲线
Fig. 7 Surface water contact angle of 20 steel coated with 图8 不同涂层的 化曲线和 Nyquist曲线对比图
different coating
Fig. 8 Comparison of polarization curves and Nyquist curves of
从图 7 可以看出，涂覆平 底层/TiO -SiO 涂层 different coating
2 2
的水接触角最大，达到 96°，表现出明显的疏水特性。 2. 5. 2 盐雾试验
说明点 结构有利于涂层 20钢疏水。 图 9 显示的是涂覆不同涂层的 20 钢盐雾实验后
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