由于低合金鋼易腐蝕，通過鍍鋅處理可有效地抑制其腐蝕，但是一旦鍍層受到破壞，便會加速腐蝕的進程。實驗人員通過一系列試驗，對損傷的Zn和ZnAl鍍層防腐效果進行分析，發現用ZnAl涂層代替Zn鍍層可有效阻止該現象的發生。

　　實驗內容包括：

　　（1）表面處理。對部分條狀低合金鋼樣品進行表面鍍鋅處理，將另一部分樣品放入600℃ZnAl合金熔融液中進行包覆處理。

　　（2）腐蝕試驗。在樣品表面去除小面積鍍層后將樣品放入50℃海水中進行腐蝕，時間為64h.

　　（3）磨光。用環氧樹脂鑲嵌樣品，磨光時將樣品傾斜5.7°以觀察層狀結構。

　　（4）元素分布分析。利用顯微X射線熒光儀分析元素分布。

　　研究發現，傳統的鋅涂層對腐蝕更敏感，而ZnAl涂料中的Al在鋼的表面直接成層。

　　圖1 鍍Zn鋼板經海水處理后的元素分布

圖2 鍍ZnAl鋼板經海水處理后的元素分布

　　（紅-Fe;綠-Zn;藍-Cl;紫-S;淡藍-Al）

　　對試樣進行Micro-XRF分析可在短期內獲得大量實驗數據，可深入對腐蝕過程的研究。為獲得更多詳細信息，工作人員在每個樣品中分別對完整鍍層區域（a）和移除鍍層區域（b）進行線掃描，進一步分析元素的濃度變化，從而對Zn和ZnAl鍍層的防腐差異進行對比。

　　圖3 （a）鍍鋅材料a區的掃描曲線；（b）去除鋅層區域b腐蝕后的掃描曲線

　　由圖3a可知，試樣頂部鐵的密度較高，隨著鍍層中鋅密度的增加，鐵的密度劇烈減少。由于環氧樹脂中富含Cl、S使得曲線在右側上升。Fe和Zn間明顯的邊界表明鋅鍍層的防腐性能良好。而圖3b中Fe分布曲線下降緩慢，而Zn增加緩慢，說明防腐失效。

　　圖4 （a）鍍ZnFe材料a區的掃描曲線；（b）去除鍍層區域b腐蝕后的掃描曲線

　　圖4為ZnFe涂層樣品經過海水處理后的元素分布圖，由圖4a可看出涂層區Fe含量減少的趨勢強烈。由于Al層的阻礙，S雖然能進入涂層但卻無法滲入鋼中。對于不含Zn的區域b,Fe密度劇烈降低，而Al密度降低緩慢，說明Al層起到一定的防腐作用。

　　由以上Micro-XRF分析結果可知，ZnAl合金涂層防腐效果好于鋅鍍層。由于Al可在鋼板表面直接生成一層保護層，即使ZnAl涂層受到破壞，Al仍能有效的減低鋼板的腐蝕程度。

責任編輯：劉娟

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