Page 74 - 《精细化工》2020年第7期

·1356· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

涂层的腐蚀电位向正电位方向移动，腐蚀电流随之 的腐蚀电位向负电位方向移动，且腐蚀电流和腐蚀
减小，腐蚀速率降低。当胶体老化时间为 4 h 时， 速率随之增大。这说明涂层具有防腐蚀性能，且随
涂层腐蚀电位向正电位方向移动幅度最大，腐蚀电 着胶体老化时间的延长，防腐蚀性能随之增强，当
位绝对值最小，相应地，腐蚀电流和腐蚀速率也均 老化时间为 4 h 时，涂层防腐蚀性能最优；老化时
达到最小值。而当胶体老化时间大于 4 h 后，涂层 间继续延长，涂层防腐蚀性能减弱。

表 1 胶体不同老化时间所制备 GN 涂层动电位极化曲线的拟合数据
Table 1 Electrochemical parameters obtained from the polarization curves of GN coatings prepared from sol with different aging time
空白 1 h 2 h 3 h 4 h 5 h 6 h
E corr/V –0.714 –0.635 –0.640 –0.533 –0.110 –0.619 –0.539
2
I corr/(μA/cm ) 76.48 54.75 46.24 36.92 21.75 67.79 30.50
R/(cm/年) 0.89 0.64 0.54 0.43 0.25 0.79 0.36

2.5 电化学阻抗谱测试实验
为全面分析 GN 涂层的失效速率和水与离子在
涂层中的渗透程度，本文对不同老化时间 GN 涂层
在质量分数为 3.5%的 NaCl 溶液中的电化学阻抗谱
进行了测试，涂层的 Bode 图、相位角图和 Nyquist
图如图 5 所示。低频区 Z=0.01 Hz 时的阻抗反映涂
层和基底界面处的腐蚀过程，高频区阻抗则反映涂
层信息 [21-22] 。从图 5a 中样品的 Bode 图可以看出，
镀有 GN 涂层的样品在低频 0.01 Hz 处的阻抗相较于
空白 Q235 钢片明显提高，并且当老化时间为 4 h 时
所制备的 GN 涂层提高最多，约 1.5 个数量级。从
图 5b 样品的相位角图可以看出，所有样品在中频区
均有一个最大相位角峰，当老化时间为 4 h 时所制
备 GN 涂层的相位角最大，比空白 Q235 钢片的略微
有所增加，且其对应的频率向高频方向移动，这说
明此时的 GN 涂层具有更好的介电特性 [23] 。Nyquist
图表示阻抗实部与虚部的关系。从图 5c 可以看出，
所有样品的 Nyquist 曲线均表现为一个不完整半圆
弧，GN 涂层的圆弧半径明显大于空白 Q235 钢片，
且当老化时间为 4 h 时所制备 GN 涂层的圆弧半径
最大。由于圆弧半径越大涂层的阻抗越大，越不容
易发生腐蚀，O 2 、水、盐离子等腐蚀介质穿过涂层
到达基体表面越困难，因此，老化时间为 4 h 时 GN
涂层的耐腐蚀性能最好。

图 5 胶体不同老化时间制备 GN 涂层的 Bode 图（a），
相位角图（b），Nyquist 图（c）和等效电路图（d）
Fig. 5 Bode plots (a), phase plots (b), Nyquist plots (c) and
equivalent electric circuit (EEC) diagram (d) of
different coatings