Nghiên cứu đặc trưng hình thái và tính chất điện hóa của lớp sơn kẽm pigment hợp kim Zn Al

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

MỞ ĐẦU

0.1. ĂN MÕN KIM LOẠI VÀ BẢO VỆ KIM LOẠI

0.2. Biện pháp bảo vệ chống ăn mòn

0.3. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SƠN VÔ CƠ GIÀU KẼM

0.3.1. Khái quát chung

0.3.2. Lịch sử phát triển của sơn vô cơ giàu kẽm

0.3.3. Hệ sơn lót giàu kẽm

0.3.4. Chất tạo màng silicat

0.3.5. Nhựa acrylic nguyên chất dạng nhũ tương

0.3.6. Phụ gia phá bọt

0.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƢỚC LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI

0.4.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nƣớc

0.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc

0.5. CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN ĂN MÕN MÀNG SƠN

0.5.1. Phƣơng pháp đo phân cực thế động đƣờng cong phân cực

0.5.2. Phƣơng pháp đo tổng trở điện hóa

0.5.3. Phƣơng pháp đo thế ăn mòn Ecorr theo thời gian

0.5.4. Phƣơng pháp hiển vi điện tử quét SEM

0.6. ĐỐI TƢỢNG, VẬT LIỆU, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM

0.6.1. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU

0.6.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM

0.6.2.1. Các bƣớc nghiên cứu của đề tài

0.6.2.2. Chuẩn bị mẫu thép nền

0.6.2.3. Chuẩn bị dung dịch sơn

0.6.2.4. Tiến hành tạo màng sơn

0.6.2.5. Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến tính chất màng sơn

0.6.2.6. Chế tạo mẫu sơn giàu kẽm với sự thay đổi tỉ lệ mol SiO2/K2O trong dung dịch chất tạo màng

0.6.2.7. Chế tạo mẫu sơn giàu kẽm với sự thay đổi hàm lượng phụ gia biến tính chất tạo màng

0.6.2.8. Chế tạo mẫu sơn giàu kẽm sự thay đổi hàm lượng hợp kim Zn-Al dạng vảy trong hệ sơn

0.6.2.9. Xác định các giá trị điện hóa của màng sơn

0.6.2.10. Xác định hình thái bề mặt và mặt cắt ngang màng sơn

0.6.2.11. Xác định độ bám dính của màng sơn

0.6.2.12. Đánh giá độ bền của màng sơn

0.6.2.13. Đánh giá khả năng bảo vệ catot của màng sơn

0.6.2.14. Thống kê trong hóa phân tích

0.6.2.15. Phân tích tương quan

0.6.2.16. Phần mềm Design Expert

0.7. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

0.7.1. KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA HÀM LƢỢNG CÁC THÀNH PHẦN SƠN ĐẾN TÍNH CHẤT ĐIỆN HÓA CỦA MÀNG SƠN

0.7.1.1. Khảo sát tỉ lệ mol SiO2/K2O trong dung dịch chất tạo màng khác khác nhau

0.7.1.2. Khảo sát hàm lƣợng nhựa Acrylic biến tính chất tạo màng

0.7.1.3. Tổng trở điện hóa

0.7.1.4. Hình thái bề mặt

0.7.1.5. Độ bền lớp sơn trong môi trường nước biển

0.7.1.6. Khảo sát hàm lƣợng hợp kim Zn-Al dạng vảy trong hệ sơn

0.7.2. Tối ƣu hóa các thành phần của hệ sơn

0.8. HÌNH ẢNH CHỤP BỀ MẶT VÀ MẶT CẮT NGANG CỦA LỚP SƠN

0.9. TÍNH CHẤT ĐIỆN HÓA CỦA LỚP SƠN

0.9.1. Tổng trở điện hóa của lớp sơn

0.9.2. Phân tích thế ăn mòn Ecorr theo thời gian

0.9.3. Phƣơng pháp phân cực thế động (PDP)

0.10. KẾT QUẢ ĐO ĐỘ BÁM DÍNH

0.11. ĐỘ BỀN CỦA LỚP SƠN TRONG MÔI TRƢỜNG NƢỚC BIỂN

0.12. KHẢ NĂNG BẢO VỆ CATOT CỦA LỚP SƠN TRONG MÔI TRƢỜNG NƢỚC BIỂN

0.13. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN

I. Đặc trưng hình thái của lớp sơn kẽm pigment hợp kim Zn Al

Lớp sơn kẽm pigment hợp kim Zn Al có đặc trưng hình thái độc đáo, được hình thành từ các hạt pigment có cấu trúc dạng vảy. Hình thái lớp sơn này không chỉ ảnh hưởng đến tính chất cơ học mà còn quyết định khả năng bảo vệ chống ăn mòn. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng pigment hợp kim Zn Al dạng vảy giúp tăng cường độ bám dính và khả năng chống ăn mòn của lớp sơn. Đặc biệt, phân tích hình thái bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) cho thấy bề mặt lớp sơn có độ nhám và cấu trúc đồng nhất, tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân tán pigment trong dung dịch sơn. Điều này giúp cải thiện tính chất điện hóa của lớp sơn, từ đó nâng cao hiệu quả bảo vệ kim loại. Theo nghiên cứu, lớp sơn này có khả năng chống ăn mòn tốt hơn so với các loại sơn truyền thống nhờ vào cấu trúc vảy của pigment, giúp tăng diện tích bề mặt tiếp xúc với môi trường và cải thiện khả năng bảo vệ catot.

1.1. Phân tích hình thái bề mặt

Phân tích hình thái bề mặt của lớp sơn kẽm pigment hợp kim Zn Al cho thấy sự phân bố đồng đều của các hạt pigment. Phân tích hình thái cho thấy rằng các hạt pigment dạng vảy tạo ra một lớp phủ liên tục, giúp ngăn chặn sự xâm nhập của nước và oxy vào bề mặt kim loại. Kết quả từ các thí nghiệm SEM cho thấy bề mặt lớp sơn có độ nhám tối ưu, tạo điều kiện cho sự bám dính tốt hơn với bề mặt kim loại. Điều này rất quan trọng trong việc ngăn chặn quá trình ăn mòn, vì lớp sơn không chỉ có chức năng bảo vệ mà còn tạo ra một rào cản vật lý hiệu quả. Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, với hàm lượng pigment hợp kim Zn Al tăng lên, độ bám dính và khả năng chống ăn mòn của lớp sơn cũng được cải thiện đáng kể.

II. Tính chất điện hóa của lớp sơn kẽm pigment hợp kim Zn Al

Tính chất điện hóa của lớp sơn kẽm pigment hợp kim Zn Al được đánh giá thông qua các phương pháp như đo tổng trở điện hóa và phân cực thế động. Tính chất điện hóa của lớp sơn này cho thấy khả năng bảo vệ kim loại hiệu quả nhờ vào cơ chế điện hóa. Kết quả cho thấy rằng lớp sơn có tổng trở điện hóa thấp, cho thấy khả năng dẫn điện tốt và khả năng bảo vệ catot hiệu quả. Các thí nghiệm cho thấy rằng lớp sơn này có thể duy trì điện thế ăn mòn ổn định trong thời gian dài, điều này chứng tỏ tính bền vững của lớp sơn trong môi trường ăn mòn. Hơn nữa, việc sử dụng pigment hợp kim Zn Al không chỉ giúp cải thiện tính chất điện hóa mà còn làm tăng độ bền của lớp sơn, nhờ vào sự tương tác giữa các thành phần trong lớp sơn.

2.1. Đánh giá tổng trở điện hóa

Đánh giá tổng trở điện hóa của lớp sơn kẽm pigment hợp kim Zn Al cho thấy rằng lớp sơn này có khả năng chống ăn mòn tốt hơn so với các loại sơn khác. Kết quả từ các thí nghiệm cho thấy tổng trở điện hóa của lớp sơn này thấp hơn, cho thấy khả năng dẫn điện tốt và khả năng bảo vệ catot hiệu quả. Điều này có nghĩa là lớp sơn có thể duy trì điện thế ăn mòn ổn định trong thời gian dài, từ đó nâng cao hiệu quả bảo vệ kim loại. Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, với hàm lượng pigment hợp kim Zn Al tăng lên, tổng trở điện hóa của lớp sơn cũng giảm, cho thấy sự cải thiện đáng kể trong khả năng bảo vệ chống ăn mòn.

III. Ứng dụng thực tiễn của lớp sơn kẽm pigment hợp kim Zn Al

Lớp sơn kẽm pigment hợp kim Zn Al có nhiều ứng dụng thực tiễn trong ngành công nghiệp bảo vệ kim loại. Ứng dụng sơn kẽm này không chỉ giúp bảo vệ các kết cấu thép khỏi ăn mòn mà còn cải thiện tính thẩm mỹ của sản phẩm. Việc sử dụng lớp sơn này trong các công trình xây dựng, cầu đường, và các thiết bị công nghiệp giúp kéo dài tuổi thọ của các kết cấu kim loại. Hơn nữa, lớp sơn này còn có khả năng chống lại các tác động của môi trường như nước biển, hóa chất, và nhiệt độ cao, từ đó nâng cao độ bền và tính ổn định của các sản phẩm. Các nghiên cứu cho thấy rằng lớp sơn này có thể thay thế cho các loại sơn truyền thống, mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn trong việc bảo vệ kim loại.

3.1. Lợi ích kinh tế

Lợi ích kinh tế từ việc sử dụng lớp sơn kẽm pigment hợp kim Zn Al rất đáng kể. Việc áp dụng lớp sơn này giúp giảm thiểu chi phí bảo trì và sửa chữa cho các kết cấu kim loại. Nhờ vào khả năng chống ăn mòn tốt, lớp sơn này giúp kéo dài tuổi thọ của các sản phẩm, từ đó giảm thiểu chi phí thay thế. Hơn nữa, việc sử dụng lớp sơn này còn giúp nâng cao giá trị thẩm mỹ của sản phẩm, tạo ra sự hấp dẫn hơn cho người tiêu dùng. Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, việc áp dụng lớp sơn này trong các công trình xây dựng có thể giúp tiết kiệm chi phí bảo trì lên đến 30% so với các loại sơn truyền thống.

Nghiên cứu đặc trưng hình thái và tính chất điện hóa của lớp sơn kẽm sử dụng pigment hợp kim Zn Al