有机酸根稀土盐颜料的释放和腐蚀抑制机理

基于肉桂酸铈对铝合金腐蚀具有阴阳离子的协同抑制作用，且具有微溶缓释的特点，提出将肉桂酸铈作为新型环保的代铬抑制剂颜料应用于环氧底漆。本项目拟分析腐蚀液浸泡过程中铝合金表面腐蚀抑制产物，确定pH值变化与腐蚀抑制产物变化的对应关系，探明肉桂酸铈对铝合金腐蚀的钝化历程；研究Ce离子从底漆中向腐蚀液、基材双向释放规律；表征铝合金／底漆的界面反应特征，探索肉桂酸铈对底漆的自愈合机制，明确肉桂酸铈对抑制底漆下铝合金腐蚀阴阳极反应的电化学机制；研究底漆腐蚀过程中的微观缺陷的变化，评价底漆的耐腐蚀性能。揭示肉桂酸饰在底漆中对铝合金的腐蚀防护机制，为发展有机酸根稀土盐类代铬颜料、开发新型的航空铝合金代铬底漆材料奠定理论基础。

铬酸盐作为铝合金防护底漆的颜料被长期使用。其具有微溶、缓释的特点和优秀的腐蚀抑制能力。但这种颜料有毒，已经被限制和禁止使用。因此，发展新型的无毒代铬颜料已经迫在眉睫。基于有机酸根稀土盐具有类铬酸盐的微溶、缓释的特点和其对铝合金的优秀腐蚀抑制能力，研究了有代表性的有机酸根稀土盐类（肉桂酸铈）对2024-T3铝合金的腐蚀抑制机制和其对环氧底漆的防护机制。结果表明，肉桂酸铈具有阴阳离子的协同腐蚀抑制作用；其抑制机制在于前期生成沉积膜，后期转化为铈的氧化物/氢氧化物抑制氧还原反应；肉桂酸铈在环氧底漆中的释放体现出响应铝合金腐蚀造成pH变化的“可控”特征；含有肉桂酸铈的底漆具有对缺陷处铝合金腐蚀愈合的功能，肉桂酸铈可对底漆下铝合金形成界面腐蚀抑制，提高环氧底漆的耐腐蚀性能。微区腐蚀的研究发现，肉桂酸铈对铝合金的晶间相具有选择性的腐蚀抑制作用。通过本项目的研究，明晰了肉桂酸铈对铝合金的腐蚀抑制机制，获得了肉桂酸铈从底漆中释放和提高底漆耐腐蚀性能的机制，制备出了耐腐蚀性能优秀的环氧底漆，为发展有机酸根稀土盐颜料、开发新型代铬环氧底漆奠定了基础。