钢铁、铝和其他结构金属的腐蚀会侵蚀行业和国家的安全和金融稳定。对抗舰船、坦克、飞机和设备的腐蚀每年要花费五角大楼229亿美元。先进的工业化国家用于更换损坏材料和部件的腐蚀成本约占GDP的3.5%,此外,由于生产损失、环境影响、运输中断、人员伤亡等原因造成的腐蚀成本也占了类似的比例。

传统的腐蚀防护主要依赖于短寿命、物理结合的衬底表面覆盖,而一种新型的化学结合磷酸盐陶瓷(CBPCs)可以创建一个长寿命的钝化层来阻止腐蚀。这是由坚固的陶瓷外层进一步保护。

传统腐蚀防护的局限性

几代人以来,聚合物涂料一直作为物理屏障,使海水和氧气等腐蚀促进剂远离钢和铝基材。这一过程一直持续到油漆被划伤、剥落或破裂,腐蚀促进剂进入基材和聚合物涂层之间的间隙。然后,涂层可以像温室一样,捕获水、氧气和其他腐蚀促进剂,允许腐蚀扩散。

另一种策略是将牺牲性的反应性元素放在会先腐蚀的钢材旁边,如锌和镀锌涂层。这一过程一直持续到献祭的元素被消耗掉,必须重新制作,通常是在几年后。

阴极保护,即在钢上施加负电压,可以限制管道或其他固定的、连续的金属结构的腐蚀。但如果没有适当的绝缘,电压会接地,这可能会失败。

对于需要长期防腐的资产,不锈钢合金起作用。但由于不锈钢的成本是低碳钢的六倍以上,这种选择的成本往往令人望而却步。

一种新的防腐方法

理想情况下,工程师、设施经理和工业涂料承包商都希望不锈钢部件具有较低的涂层应用成本,同时具有长期的耐腐蚀性。一种新的cbpc类型,如EonCoat,现在基本上使这成为可能。EonCoat首席执行官Tony Collins表示:“与简单覆盖基材的聚合物涂料不同,cbpc本质上是表面的‘合金’。

Argonne国家实验室的前材料工程师Arun Wagh博士是EonCoat陶瓷技术的主要开发者,他这样解释道:“当双组分喷枪将酸性磷酸盐与碱性矿物和金属氧化物混合在水泥浆中时,钢基材表面2022世界杯八强水位分析会发生化学反应。”“手持温度计显示温度上升10-12°F,因为铁变成了抗腐蚀的氧化铁钝化层。因为钝化层是电化学稳定的,就像金和铂一样,它不会与水和氧等腐蚀促进剂发生反应。”

扫描电子显微镜显示该钝化层约20微米厚。x射线衍射表明,该钝化层约60%是铁,含有磷酸盐、镁、硅、氢和氧。

瓦格说:“历史表明,EonCoat的钝化层可以无限期地抗腐蚀,正如德里铁柱所证明的那样。”“铁柱,一个7米高,6吨重的印度神器,已经抵抗了1600年的腐蚀,其原始的铭文仍然清晰可辨,具有几乎相同的钝化层。”

与典型的聚合物涂层相比,EonCoat通过与基材的化学反应结合,因此轻微的表面氧化实际上改善了反应。这使得像氧气和湿度这样的腐蚀促进剂几乎不可能像普通涂料那样进入涂层后面。

该耐腐蚀钝化层进一步保护由一个真正的陶瓷外壳。这种致密的陶瓷外壳是不透水的,并抵抗冲击,磨损,化学物质和火灾。陶瓷外壳与钝化层同时形成并与钝化层发生化学键合,酸碱料在喷枪喷嘴内混合后与基材表面发生反应。双层陶瓷涂层既可作为底漆,也可作为面漆,可一次涂上,1分钟干到触感,15分钟硬干,1小时即可恢复使用。

尽管像EonCoat这样的cbpc已经在实验室和Iron Pillar等例子中证明了自己,但Tony Collins知道,必须将这种新材料的有效性与传统防腐涂料进行比较。

Collins复制了NASA的腐蚀测试,立即将EonCoat与19种领先的防腐涂料进行了实时腐蚀测试,公众可以通过网络摄像头观看。涂有涂层的样品被刻划,然后暴露在12小时的海浪中,然后是12小时的阳光(或相当于紫外线的光)。45天后,其他所有高性能涂层测试均失败。除了划线上的锈迹,EonCoat样品看起来和第一天一样。

为了监控另一个正在进行的腐蚀测试,模拟NASA的海喷测试,公众可以在www.eoncoat.com上查看、缩放和控制实时网络摄像头。在最近的120天测试中,包括与数字匹配的品牌名称,20块涂有流行底漆、面漆或EonCoat的Q面板每天都被腐蚀性海水喷淋。

“没有什么比亲眼看到结果更好的了,”柯林斯在谈到通过网络摄像头显示的正在进行的腐蚀测试时说。“该产品在盐雾ASTM B117测试中已经超过10,000小时没有腐蚀,但我们相信工程师,设施经理和工业承包商将看到与领先品牌比较其有效性的价值。像EonCoat这样的cbpc是一种新的防腐方法,随着老化的工厂、设备和基础设施需要尽可能长时间的安全维护,应该研究这种方法。”

更多信息,请访问www.eoncoat.com。