第9期 刘安强等：含氯离子环境下锌铝伪合金涂层的耐蚀性及电化学特性 ·1059· 盐雾试验后的电化学阻抗谱图.从图中可以看出， 件CPE来代替，以弥补系统的不均匀性，CPE,和 纯锌和锌铝伪合金涂层样品阻抗谱的变化规律相 CPE,分别为腐蚀产物层电容和双电层电容，其阻抗 似，呈现出两个容抗弧特征，即一个高频区的小容抗 定义为： 弧和一个低频区的大容抗弧.根据涂层在盐雾环境 1 (3) 中的腐蚀机理，结合电化学腐蚀原理，提出如图 Zcm,=y,(jw,）r 10所示的等效电路，其中R,为溶液电阻，R,为腐蚀 式中，Zce为常相位角元件CPE,的阻抗(i=1,2), 产物电阻，R为电极反应界面电荷转移电阻：考虑到 w,为角频率，Y为常相位角元件CPE的模值，n:为弥 弥散效应，对等效电路中的电容元件用常相位角元 散效应指数(0<n,<1). 1200 2400 (a) --96h 1000 -192h 2000 --96h 4-384h ◆-192h 800 --768h 1600 -.-384h --768h 600 1200 400 800 20 400 0 020040060080010001200 0 40080012001600200024002800 ReZ/2·cm） Rez/(.cm2) 图9涂层样品盐雾试验不同时间后的电化学阻抗谱.()纯锌涂层：(b)锌铝伪合金涂层 Fig.9 Electrochemical impedance spectra (EIS)of the coatings after salt spray test for different time:(a)Zn coating:(b)Zn-l pseudo-alloy coat- ing 根据图10对纯锌和锌铝伪合金涂层盐雾试验 后的电化学阻抗谱进行拟合，其结果见表3和表4. R,值的变化可以反映出腐蚀的趋势和速率.从表3 中可以看出，纯锌涂层的R值随腐蚀时间的延长， 先增大而后减小，表明腐蚀产物的形成在一定程度 上减缓了腐蚀反应的进行，但由于腐蚀产物微溶于 图10涂层对应等效电路 Fig.10 Equivalent circuit for the coatings 水，导致腐蚀后期的腐蚀产物电阻有所下降；R值随 表3纯锌涂层盐雾试验不同时间后的电化学拟合结果 Table 3 Fitting results of EIS equivalent circuits of the pure Zn coating after salt spray test 时间h R./(n-em2)Y/(Q-1.cm-2.S-m) n R./(n-cm2)Y2/(n-1.cm-2.S-m2) R./(Qcm2) 96 7.077 6.244×10-5 0.5457 9.397 3.114×10-3 0.4481 145.5 192 10.340 2.106×10-4 0.7140 14.980 1.936×10-3 0.3181 374.0 384 16.280 8.081×10-4 0.4896 20.160 1.121×10-3 0.7662 786.7 768 12.150 9.472×10-4 0.4731 17.630 1.308×10-3 0.5843 922.3 表4ZA1伪合金涂层盐雾实验盐雾试验不同时间后的电化学拟合结果 Table 4 Fitting results of ElS equivalent circuits of the Zn-Al pseudoalloy coating after salt spray test 时间h R./(0.em2)Y/(n-1.cm-2.s-m) R./(Q.cm2)Y/(Q-1.cm-2.S-m2) R/(0cm2) 96 12.470 1.588×10-5 0.5638 78.98 1.659×10-3 0.2868 2378 192 39.090 1.275×10-5 0.4427 167.60 3.753×104 0.3056 3719 384 9.138 4.751×10-5 0.4649 783.41 4.853×10-4 0.3745 4029 768 14.285 3.047×10-5 0.4178 956.46 3.164×10-4 0.3627 5014第 9 期 刘安强等: 含氯离子环境下锌铝伪合金涂层的耐蚀性及电化学特性 盐雾试验后的电化学阻抗谱图． 从图中可以看出， 纯锌和锌铝伪合金涂层样品阻抗谱的变化规律相 似，呈现出两个容抗弧特征，即一个高频区的小容抗 弧和一个低频区的大容抗弧． 根据涂层在盐雾环境 中的腐蚀机理，结合电化学腐蚀原理［14］，提出如图 10 所示的等效电路，其中 Rs为溶液电阻，Rr为腐蚀 产物电阻，Rt为电极反应界面电荷转移电阻; 考虑到 弥散效应，对等效电路中的电容元件用常相位角元 件 CPE 来代替，以弥补系统的不均匀性，CPE1 和 CPE2分别为腐蚀产物层电容和双电层电容，其阻抗 定义为: ZCPEi = 1 Yi ( jωi ) ni ． ( 3) 式中，ZCPEi 为常相位角元件 CPEi的阻抗( i = 1，2) ， ωi为角频率，Yi为常相位角元件 CPEi的模值，ni为弥 散效应指数( 0 ＜ ni ＜ 1) ． 图 9 涂层样品盐雾试验不同时间后的电化学阻抗谱． ( a) 纯锌涂层; ( b) 锌铝伪合金涂层 Fig． 9 Electrochemical impedance spectra ( EIS) of the coatings after salt spray test for different time: ( a) Zn coating; ( b) Zn-Al pseudo-alloy coat￾ing 图 10 涂层对应等效电路 Fig． 10 Equivalent circuit for the coatings 根据图 10 对纯锌和锌铝伪合金涂层盐雾试验 后的电化学阻抗谱进行拟合，其结果见表 3 和表 4． Rt值的变化可以反映出腐蚀的趋势和速率． 从表 3 中可以看出，纯锌涂层的 Rr值随腐蚀时间的延长， 先增大而后减小，表明腐蚀产物的形成在一定程度 上减缓了腐蚀反应的进行，但由于腐蚀产物微溶于 水，导致腐蚀后期的腐蚀产物电阻有所下降; Rt值随 表 3 纯锌涂层盐雾试验不同时间后的电化学拟合结果 Table 3 Fitting results of EIS equivalent circuits of the pure Zn coating after salt spray test 时间/h Rs /( Ω·cm2 ) Y1 /( Ω － 1 ·cm － 2 ·S － n1 ) n1 Rr /( Ω·cm2 ) Y2 /( Ω － 1 ·cm － 2 ·S － n2 ) n2 Rt /( Ω·cm2 ) 96 7. 077 6. 244 × 10 － 5 0. 545 7 9. 397 3. 114 × 10 － 3 0. 448 1 145. 5 192 10. 340 2. 106 × 10 － 4 0. 714 0 14. 980 1. 936 × 10 － 3 0. 318 1 374. 0 384 16. 280 8. 081 × 10 － 4 0. 489 6 20. 160 1. 121 × 10 － 3 0. 766 2 786. 7 768 12. 150 9. 472 × 10 － 4 0. 473 1 17. 630 1. 308 × 10 － 3 0. 584 3 922. 3 表 4 Zn-Al 伪合金涂层盐雾实验盐雾试验不同时间后的电化学拟合结果 Table 4 Fitting results of EIS equivalent circuits of the Zn-Al pseudo-alloy coating after salt spray test 时间/h Rs /( Ω·cm2 ) Y1 /( Ω － 1 ·cm － 2 ·S － n1 ) n1 Rr /( Ω·cm2 ) Y2 /( Ω － 1 ·cm － 2 ·S － n2 ) n2 Rt /( Ω·cm2 ) 96 12. 470 1. 588 × 10 － 5 0. 563 8 78. 98 1. 659 × 10 － 3 0. 286 8 2 378 192 39. 090 1. 275 × 10 － 5 0. 442 7 167. 60 3. 753 × 10 － 4 0. 305 6 3 719 384 9. 138 4. 751 × 10 － 5 0. 464 9 783. 41 4. 853 × 10 － 4 0. 374 5 4 029 768 14. 285 3. 047 × 10 － 5 0. 417 8 956. 46 3. 164 × 10 － 4 0. 362 7 5 014 ·1059·