Zn-Al-[V10O28]6-双层氢氧化物掺杂对LY12铝合金表面溶胶-凝胶涂层性能的影响

李松梅 尹晓琳 刘建华 张优 薛冰

引用本文: 李松梅, 尹晓琳, 刘建华, 张优, 薛冰. Zn-Al-[V10O28]6-双层氢氧化物掺杂对LY12铝合金表面溶胶-凝胶涂层性能的影响[J]. 物理化学学报, 2014, 30(11): 2092-2100. doi: 10.3866/PKU.WHXB201408282 shu
Citation:  LI Song-Mei, YIN Xiao-Lin, LIU Jian-Hua, ZHANG You, XUE Bing. Effect of Doping with Zn-Al-[V10O28]6- Layered Double Hydroxide on the Properties of Hybrid Sol-Gel Coatings on the LY12 Aluminum Surface[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2014, 30(11): 2092-2100. doi: 10.3866/PKU.WHXB201408282 shu

Zn-Al-[V10O28]6-双层氢氧化物掺杂对LY12铝合金表面溶胶-凝胶涂层性能的影响

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(51271012)资助项目 (51271012)

摘要:

采用共沉淀法制备Zn-Al-[V10O28]6-双层氢氧化物(以下简称LDH-V), 研究不同添加浓度(0.0、0.25×10-3、0.75×10-3、1.5×10-3、3.0×10-3 mol·L-1)的LDH-V对LY12 铝合金溶胶-凝胶涂层形貌、耐蚀性的影响. 采用扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外(FTIR)光谱研究LDH-V对涂层形貌和结构的影响. 运用中性盐雾实验对涂层进行耐蚀性评估. 利用电化学方法对涂层在0.05 mol·L-1的NaCl 溶液中的腐蚀行为进行研究. 探讨加入LDH-V后溶胶-凝胶涂层的耐蚀机理. 结果表明, 一定量LDH-V的加入不仅可以提高溶胶-凝胶涂层的耐蚀性能, 还可对涂层被破坏区域进行自修复, 起到延缓铝合金基体腐蚀的作用. 然而, 当LDH-V的添加溶度超过一定值时, 会破坏涂层的完整性并降低涂层的腐蚀防护性能. 实验结果表明LDH-V最佳的添加浓度为1.5×10-3mol·L-1.

English

    1. [1]

      (1) Campestrini, P.; vanWesting, E. P. M.; deWit, J. H.W. Electrochim. Acta 2001, 46 (17), 2631. doi: 10.1016/S0013-4686(01)00476-5

      (1) Campestrini, P.; vanWesting, E. P. M.; deWit, J. H.W. Electrochim. Acta 2001, 46 (17), 2631. doi: 10.1016/S0013-4686(01)00476-5

    2. [2]

      (2) Anandan, C.;William Grips, V. K.; Rajam, K. S.; Jayaram, V.; Bera, P. Appl. Surf. Sci. 2002, 191 (1-4), 254.(2) Anandan, C.;William Grips, V. K.; Rajam, K. S.; Jayaram, V.; Bera, P. Appl. Surf. Sci. 2002, 191 (1-4), 254.

    3. [3]

      (3) Campestrini, P.; eminne, G.; Terryn, H.; Vereecken, J.; de Wit, J. H.W. J. Electrochem. Soc. 2004, 151 (2), B59.(3) Campestrini, P.; eminne, G.; Terryn, H.; Vereecken, J.; de Wit, J. H.W. J. Electrochem. Soc. 2004, 151 (2), B59.

    4. [4]

      (4) Yu, H.; Chen, B.; Shi, X.; Sun, X.; Li, B. Mater. Lett. 2008, 62 (17-18), 2828. doi: 10.1016/j.matlet.2008.01.056(4) Yu, H.; Chen, B.; Shi, X.; Sun, X.; Li, B. Mater. Lett. 2008, 62 (17-18), 2828. doi: 10.1016/j.matlet.2008.01.056

    5. [5]

      (5) Gambelunghe, A.; Piccinini, R.; Ambrogi, M.; Villarini, M.; Moretti, M.; Marchetti, C.; Abbritti, G.; Muzi, G. Toxicology 2003, 188 (2-3), 187. doi: 10.1016/S0300-483X(03)00088-X(5) Gambelunghe, A.; Piccinini, R.; Ambrogi, M.; Villarini, M.; Moretti, M.; Marchetti, C.; Abbritti, G.; Muzi, G. Toxicology 2003, 188 (2-3), 187. doi: 10.1016/S0300-483X(03)00088-X

    6. [6]

      (6) Evans, E. J. Biomaterials 1994, 15 (9), 713. doi: 10.1016/0142-9612(94)90170-8(6) Evans, E. J. Biomaterials 1994, 15 (9), 713. doi: 10.1016/0142-9612(94)90170-8

    7. [7]

      (7) Wang, D. H.; Bierwagen, G. P. Prog. Org. Coat. 2009, 64 (4), 327. doi: 10.1016/j.porgcoat.2008.08.010(7) Wang, D. H.; Bierwagen, G. P. Prog. Org. Coat. 2009, 64 (4), 327. doi: 10.1016/j.porgcoat.2008.08.010

    8. [8]

      (8) Osborne, J. H.; Blohowiak, K. Y.; Taylor, S. R.; Hunter, C.; Bierwa n, G.; Carlson, B.; Bernard, D.; Donley, M. S. Prog. Org. Coat. 2001, 41 (4), 217. doi: 10.1016/S0300-9440(01)00132-1(8) Osborne, J. H.; Blohowiak, K. Y.; Taylor, S. R.; Hunter, C.; Bierwa n, G.; Carlson, B.; Bernard, D.; Donley, M. S. Prog. Org. Coat. 2001, 41 (4), 217. doi: 10.1016/S0300-9440(01)00132-1

    9. [9]

      (9) Metroke, T. L.; Apblett, A. Prog. Org. Coat. 2004, 51 (1), 36. doi: 10.1016/j.porgcoat.2004.06.002(9) Metroke, T. L.; Apblett, A. Prog. Org. Coat. 2004, 51 (1), 36. doi: 10.1016/j.porgcoat.2004.06.002

    10. [10]

      (10) Zandi-Zand, R.; Ershad-Langroudi, A.; Rahimi, A. Prog. Org. Coat. 2005, 53 (4), 286. doi: 10.1016/j.porgcoat.2005.03.009(10) Zandi-Zand, R.; Ershad-Langroudi, A.; Rahimi, A. Prog. Org. Coat. 2005, 53 (4), 286. doi: 10.1016/j.porgcoat.2005.03.009

    11. [11]

      (11) Lakshmi, R. V.; Yoganandan, G.; Mohan, A. V. N.; Basu, B. J. Surf. Coat. Technol. 2014, 240, 353. doi: 10.1016/j.surfcoat.2013.12.051(11) Lakshmi, R. V.; Yoganandan, G.; Mohan, A. V. N.; Basu, B. J. Surf. Coat. Technol. 2014, 240, 353. doi: 10.1016/j.surfcoat.2013.12.051

    12. [12]

      (12) Schem, M.; Schmidt, T.; Gerwann, J.;Wittmar, M.; Veith, M.; Thompson, G. E.; Molchan, I. S.; Hashimoto, T.; Skeldon, P.; Phani, A. R.; Santucci, S.; Zheludkevich, M. L. Corrosion Sci. 2009, 51 (10), 2304. doi: 10.1016/j.corsci.2009.06.007(12) Schem, M.; Schmidt, T.; Gerwann, J.;Wittmar, M.; Veith, M.; Thompson, G. E.; Molchan, I. S.; Hashimoto, T.; Skeldon, P.; Phani, A. R.; Santucci, S.; Zheludkevich, M. L. Corrosion Sci. 2009, 51 (10), 2304. doi: 10.1016/j.corsci.2009.06.007

    13. [13]

      (13) Moutarlier, V.; Neveu, B.; Gigandet, M. P. Surf. Coat. Technol. 2008, 202 (10), 2052. doi: 10.1016/j.surfcoat.2007.08.040(13) Moutarlier, V.; Neveu, B.; Gigandet, M. P. Surf. Coat. Technol. 2008, 202 (10), 2052. doi: 10.1016/j.surfcoat.2007.08.040

    14. [14]

      (14) Ding, J. J.; Li, S. M.; Liu, J. H.; Yu, M.; Zhan, Z.W. Acta Aeronaut. Astronaut. Sin. 2011, 32 (6), 1147. [丁娇娇, 李松梅, 刘建华, 于美, 詹中伟. 航空学报, 2011, 32 (6), 1147.](14) Ding, J. J.; Li, S. M.; Liu, J. H.; Yu, M.; Zhan, Z.W. Acta Aeronaut. Astronaut. Sin. 2011, 32 (6), 1147. [丁娇娇, 李松梅, 刘建华, 于美, 詹中伟. 航空学报, 2011, 32 (6), 1147.]

    15. [15]

      (15) Snihirova, D.; Lamaka, S. V.; Montemor, M. F. Electrochim. Acta 2012, 83, 439. doi: 10.1016/j.electacta.2012.07.102(15) Snihirova, D.; Lamaka, S. V.; Montemor, M. F. Electrochim. Acta 2012, 83, 439. doi: 10.1016/j.electacta.2012.07.102

    16. [16]

      (16) Álvarez, D.; Collazo, A.; Hernández, M.; Nóvoa, X. R.; Pérez, C. Prog. Org. Coat. 2010, 68 (1-2), 91. doi: 10.1016/j.porgcoat.2009.09.023(16) Álvarez, D.; Collazo, A.; Hernández, M.; Nóvoa, X. R.; Pérez, C. Prog. Org. Coat. 2010, 68 (1-2), 91. doi: 10.1016/j.porgcoat.2009.09.023

    17. [17]

      (17) Borisova, D.; Möhwald, H.; Shchukin, D. G. ACS Appl. Mater. Interfaces. 2012, 4 (6), 2931. doi: 10.1021/am300266t(17) Borisova, D.; Möhwald, H.; Shchukin, D. G. ACS Appl. Mater. Interfaces. 2012, 4 (6), 2931. doi: 10.1021/am300266t

    18. [18]

      (18) Leroux, F.; Taviot-Guého, C. J. Mater. Chem. 2005, 15 (35-36), 3628. doi: 10.1039/b505014f(18) Leroux, F.; Taviot-Guého, C. J. Mater. Chem. 2005, 15 (35-36), 3628. doi: 10.1039/b505014f

    19. [19]

      (19) Wang, L. Y.; Li, C.; Liu, M.; Evans, D. G.; Duan, X. Chem. Commun. 2006, No. 2, 123.(19) Wang, L. Y.; Li, C.; Liu, M.; Evans, D. G.; Duan, X. Chem. Commun. 2006, No. 2, 123.

    20. [20]

      (20) Constantino, V. R. L. Inorg. Chem. 1995, 34 (4), 883. doi: 10.1021/ic00108a020(20) Constantino, V. R. L. Inorg. Chem. 1995, 34 (4), 883. doi: 10.1021/ic00108a020

    21. [21]

      (21) Bhattacharyya, A.; Hall, D. B.; Barnes, T. J. Appl. Clay Sci. 1995, 10 (1-2), 57. doi: 10.1016/0169-1317(95)00016-W(21) Bhattacharyya, A.; Hall, D. B.; Barnes, T. J. Appl. Clay Sci. 1995, 10 (1-2), 57. doi: 10.1016/0169-1317(95)00016-W

    22. [22]

      (22) Dimotakis, D. E.; Pinnavaia, T. J. Inorg. Chem. 1990, 29 (13), 2392.(22) Dimotakis, D. E.; Pinnavaia, T. J. Inorg. Chem. 1990, 29 (13), 2392.

    23. [23]

      (23) Williams, G. R.; O'Hare, D. J. Mater. Chem. 2006, 16 (30), 3065. doi: 10.1039/b604895a(23) Williams, G. R.; O'Hare, D. J. Mater. Chem. 2006, 16 (30), 3065. doi: 10.1039/b604895a

    24. [24]

      (24) Arai, Y.; Ogawa, M. Appl. Clay Sci. 2009, 42 (3-4), 601. doi: 10.1016/j.clay.2008.04.011(24) Arai, Y.; Ogawa, M. Appl. Clay Sci. 2009, 42 (3-4), 601. doi: 10.1016/j.clay.2008.04.011

    25. [25]

      (25) Shi, R.; Yang, P.; Yin, Y.; Dong, X.; Li, J. Ceram. Int. 2014, 40 (5), 6855. doi: 10.1016/j.ceramint.2013.12.005(25) Shi, R.; Yang, P.; Yin, Y.; Dong, X.; Li, J. Ceram. Int. 2014, 40 (5), 6855. doi: 10.1016/j.ceramint.2013.12.005

    26. [26]

      (26) Yan, T.; Xu, S.; Peng, Q.; Zhao, L.; Zhao, X.; Lei, X.; Zhang, F. J. Electrochem. Soc. 2013, 160 (10), C480.(26) Yan, T.; Xu, S.; Peng, Q.; Zhao, L.; Zhao, X.; Lei, X.; Zhang, F. J. Electrochem. Soc. 2013, 160 (10), C480.

    27. [27]

      (27) Chen, J.; Song, Y.; Shan, D.; Han, E. Corrosion Sci. 2011, 53 (10), 3281. doi: 10.1016/j.corsci.2011.06.003(27) Chen, J.; Song, Y.; Shan, D.; Han, E. Corrosion Sci. 2011, 53 (10), 3281. doi: 10.1016/j.corsci.2011.06.003

    28. [28]

      (28) Guo, X.; Xu, S.; Zhao, L.; Lu,W.; Zhang, F.; Evans, D. G.; Duan, X. Langmuir 2009, 25 (17), 9894. doi: 10.1021/la901012w(28) Guo, X.; Xu, S.; Zhao, L.; Lu,W.; Zhang, F.; Evans, D. G.; Duan, X. Langmuir 2009, 25 (17), 9894. doi: 10.1021/la901012w

    29. [29]

      (29) Buchheit, R. G.; Guan, H.; Mahajanam, S.;Wong, F. Prog. Org. Coat. 2003, 47 (3-4), 174. doi: 10.1016/j.porgcoat.2003.08.003(29) Buchheit, R. G.; Guan, H.; Mahajanam, S.;Wong, F. Prog. Org. Coat. 2003, 47 (3-4), 174. doi: 10.1016/j.porgcoat.2003.08.003

    30. [30]

      (30) Tedim, J.; Poznyak, S. K.; Kuznetsova, A.; Raps, D.; Hack, T.; Zheludkevich, M. L.; Ferreira, M. G. S. ACS Appl. Mater. Interfaces 2010, 2 (5), 1528. doi: 10.1021/am100174t(30) Tedim, J.; Poznyak, S. K.; Kuznetsova, A.; Raps, D.; Hack, T.; Zheludkevich, M. L.; Ferreira, M. G. S. ACS Appl. Mater. Interfaces 2010, 2 (5), 1528. doi: 10.1021/am100174t

    31. [31]

      (31) Salak, A. N.; Tedim, J.; Kuznetsova, A. I.; Ribeiro, J. L.; Vieira, L. G.; Zheludkevich, M. L.; Ferreira, M. G. S. Chem. Phys. 2012, 397, 102. doi: 10.1016/j.chemphys.2012.01.026(31) Salak, A. N.; Tedim, J.; Kuznetsova, A. I.; Ribeiro, J. L.; Vieira, L. G.; Zheludkevich, M. L.; Ferreira, M. G. S. Chem. Phys. 2012, 397, 102. doi: 10.1016/j.chemphys.2012.01.026

    32. [32]

      (32) Yang, Z. Y.; Zhou, H.W.; Zhang, J. C.; Cao,W. L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2007, 23 (6), 795. [杨作银, 周宏伟, 张敬畅, 曹维良. 物理化学学报, 2007, 23 (6), 795.] doi: 10.1016/S1872-1508(07)60045-X(32) Yang, Z. Y.; Zhou, H.W.; Zhang, J. C.; Cao,W. L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2007, 23 (6), 795. [杨作银, 周宏伟, 张敬畅, 曹维良. 物理化学学报, 2007, 23 (6), 795.] doi: 10.1016/S1872-1508(07)60045-X

    33. [33]

      (33) W?grzyn, A.; Rafalska - ?asocha, A.; Dudek, B.; Dziembaj, R. Catal. Today 2006, 116 (1), 74. doi: 10.1016/j.cattod.2006.03.005(33) W?grzyn, A.; Rafalska - ?asocha, A.; Dudek, B.; Dziembaj, R. Catal. Today 2006, 116 (1), 74. doi: 10.1016/j.cattod.2006.03.005

    34. [34]

      (34) Park, E. S.; Ro, H.W.; Nguyen, C. V.; Jaffe, R. L.; Yoon, D. Y. Chem. Mat. 2008, 20 (4), 1548. doi: 10.1021/cm071575z(34) Park, E. S.; Ro, H.W.; Nguyen, C. V.; Jaffe, R. L.; Yoon, D. Y. Chem. Mat. 2008, 20 (4), 1548. doi: 10.1021/cm071575z

    35. [35]

      (35) Brown, J. F., Jr.; Slusarczuk, G. M. J. J. Am. Chem. Soc. 1965, 87, 931.(35) Brown, J. F., Jr.; Slusarczuk, G. M. J. J. Am. Chem. Soc. 1965, 87, 931.

    36. [36]

      (36) Hu, J. M.; Zhang, J. Q.; Xie, D. M.; Cao, C. N. Acta Phys. -Chim. Sin. 2003, 19 (2), 144. [胡吉明, 张鉴清, 谢德明, 曹楚南. 物理化学学报, 2003, 19 (2), 144.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20030211(36) Hu, J. M.; Zhang, J. Q.; Xie, D. M.; Cao, C. N. Acta Phys. -Chim. Sin. 2003, 19 (2), 144. [胡吉明, 张鉴清, 谢德明, 曹楚南. 物理化学学报, 2003, 19 (2), 144.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20030211

    37. [37]

      (37) Lakshmi, R. V.; Yoganandan, G.; Mohan, A. V. N.; Basu, B. J. Surf. Coat. Technol. 2014, 240, 353.(37) Lakshmi, R. V.; Yoganandan, G.; Mohan, A. V. N.; Basu, B. J. Surf. Coat. Technol. 2014, 240, 353.

    38. [38]

      (38) Zhou, B. S.; Li, G. H. Journal of Chinese Corrosion and Protection 1990, 10 (1), 44. [周本省, 李国华. 中国腐蚀与防护学报, 1990, 10 (1), 44.]

      (38) Zhou, B. S.; Li, G. H. Journal of Chinese Corrosion and Protection 1990, 10 (1), 44. [周本省, 李国华. 中国腐蚀与防护学报, 1990, 10 (1), 44.]

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  391
  • 文章访问数:  884
  • HTML全文浏览量:  27
文章相关
  • 发布日期:  2014-10-30
  • 收稿日期:  2014-06-19
  • 网络出版日期:  2014-08-28
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章