目的
通过实验探究霉菌对单层Cu及多层Cu/Ni涂层(Cu、Cu/Ni、Cu/Ni/Cu和Cu/Ni/Cu/Ni)的腐蚀行为,研究Cu/Ni复合涂层在霉菌作用下的腐蚀过程。
方法
采用化学镀与电镀相结合的工艺在碳纤维复合材料(CFRP)基体上制备Cu/Ni复合涂层。将制备好的霉菌混合孢子悬浮液均匀喷洒在样品表面后进行恒温恒湿实验,不同实验周期后采用SEM观察样品表面的腐蚀形貌和霉菌生长状况,采用XPS分析实验28 d的样品表面成分。
结果
实验28 d后,Cu、Cu/Ni/Cu涂层样品表面霉菌数量多,有明显的龟裂和点蚀坑,表面被腐蚀产物覆盖,发生严重腐蚀。而Cu/Ni和Cu/Ni/Cu/Ni涂层只有Cu/Ni涂层表面有零星绿色腐蚀产物,与Cu、Cu/Ni/Cu涂层相比,表面有Ni涂层的样品均未发生大面积腐蚀,且镀层样品表面较平整,没有明显的龟裂和孔洞。
结论
涂层的腐蚀结果与涂层的层状结构有关。Cu、Cu/Ni/Cu涂层样品容易受到霉菌的腐蚀,但随着腐蚀反应的进行,Cu涂层持续释放的铜离子会抑制霉菌的活性,使霉菌数量下降,在28 d腐蚀实验后,两者的腐蚀程度接近。Cu/Ni和Cu/Ni/Cu/Ni涂层样品有效减少了涂层表面霉菌的附着,同时腐蚀过程中形成的钝化膜对腐蚀介质起到了阻挡作用,延缓了霉菌对涂层的腐蚀,而Cu/Ni/Cu/Ni多层结构能更有效地减少孔隙等缺陷,使得其腐蚀程度低于Cu/Ni涂层。
关键词:Cu/Ni复合涂层;霉菌混合孢子;微生物腐蚀;腐蚀行为;腐蚀产物