專利名稱：：基于霍爾效應(yīng)的有機(jī)涂層表面載流子密度的監(jiān)測(cè)方法基于霍爾效應(yīng)的有機(jī)涂層表面載流子密度的監(jiān)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種基于霍爾效應(yīng)的有機(jī)涂層表面載流子密度的監(jiān)測(cè)方法，屬于涂層防腐蝕性能測(cè)試
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：有機(jī)涂層是一種金屬防腐蝕和裝飾的重要方法，現(xiàn)在防腐蝕領(lǐng)域應(yīng)用的有機(jī)涂層主要有環(huán)氧樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂等等，環(huán)氧樹(shù)脂作為一種防腐性能較好的涂層主要應(yīng)用于金屬板底漆，醇酸和酚醛兩種涂層主要應(yīng)用于面漆。對(duì)于其防腐蝕性能的評(píng)價(jià)主要有鹽霧實(shí)驗(yàn)、電解質(zhì)溶液全浸實(shí)驗(yàn)、室外暴露實(shí)驗(yàn)等，但是都存著實(shí)驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)，以及難以將性能指標(biāo)量化的缺點(diǎn)，對(duì)于涂層失效機(jī)理的研究方法也多種多樣，包括電化學(xué)交流阻抗譜、局部電化學(xué)交流阻抗、電化學(xué)噪聲譜表面表征方法有SEM、拉曼光譜、傅立葉變換紅外光譜等等，但是這些測(cè)試方法普遍存在難以將腐蝕程度量化的缺點(diǎn)。涂層對(duì)金屬的防腐蝕能力主要來(lái)自于其對(duì)水及電解質(zhì)的隔絕能力，在水及電解質(zhì)的腐蝕降解作用下涂層從最初的絕緣層變?yōu)閷?dǎo)體，根據(jù)以前的研究，涂層在此過(guò)程中存在一個(gè)半導(dǎo)體階段，其載流子密度隨著降解程度的加深呈逐漸增大的趨勢(shì)，所以在腐蝕過(guò)程中載流子密度可以作為一種定量指標(biāo)對(duì)涂層的防腐蝕性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。霍爾實(shí)驗(yàn)在半導(dǎo)體領(lǐng)域是將材料的電、磁性能相結(jié)合的一種研究方法，通過(guò)測(cè)量半導(dǎo)體的hall電壓，得到其hall系數(shù)，進(jìn)而計(jì)算可得到其載流子密度。將這種方法應(yīng)用于涂層在溶液浸泡腐蝕條件下的研究可以對(duì)涂層在各腐蝕時(shí)間的本體載流子密度進(jìn)行了解，從而掌握涂層在腐蝕介質(zhì)作用下的防腐能力。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題，提出一種針對(duì)于涂層在水溶液浸泡腐蝕中的基于霍爾效應(yīng)的有機(jī)涂層表面載流子密度的監(jiān)測(cè)方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案。一種基于霍爾效應(yīng)的有機(jī)涂層表面載流子密度的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于具有以下工藝過(guò)程和步驟a.在2x3cm玻璃表面均勻涂敷待測(cè)有機(jī)涂層，其涂敷厚度為100±l(Vm，將涂好涂層的玻璃片置于烘箱中，在308(fC烘干48h，備用；b.將涂好涂層的玻璃片置于NaCl溶液中浸泡520天，然后將玻璃片上的涂層完整取下；c.將涂層用刀片切割取0.8x0.8cm大小的矩形，在矩形各邊中點(diǎn)用導(dǎo)電銀膠粘接4個(gè)電極，在多功能物理性質(zhì)測(cè)試儀上進(jìn)行霍爾實(shí)驗(yàn)，輸入電流為O.lmA，磁場(chǎng)強(qiáng)度5T，測(cè)試溫度30。C，即可測(cè)得有機(jī)涂層表面載流子密度。使用霍爾效應(yīng)原理測(cè)試涂層的防腐蝕性能，能夠監(jiān)測(cè)涂層腐蝕過(guò)程中載流子密度的變化，作為涂層導(dǎo)電性能指標(biāo)，得到其導(dǎo)電性能隨浸泡時(shí)間的變化曲線，具有可將涂層的防腐蝕性能定量化的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)有機(jī)涂層的防腐蝕性能隨浸泡時(shí)間的變化進(jìn)行分析，可對(duì)涂層的耐候性能進(jìn)行預(yù)測(cè)。本發(fā)明直觀，操作方法簡(jiǎn)單，是一種可以從根本原理上了解涂層防腐性能的測(cè)試方法。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1將待測(cè)環(huán)氧涂層均勻涂敷于玻璃(2x3cm)表面，其涂敷厚度為100±10pm，將涂好涂層的玻璃片置于烘箱中50DC烘干48h，備用。將涂好涂層的玻璃片置于5%NaCl溶液中浸泡，在不同的浸泡時(shí)間下將玻璃片取出，如5天、10天、15天、20天，然后用刀片將涂層完整取下。將涂層用刀片切割，取0.8x0.8cm大小的矩形，在矩形各邊中點(diǎn)用導(dǎo)電銀膠粘接4個(gè)電極，在QuantumDesign公司生產(chǎn)的多功能物理性質(zhì)測(cè)試儀上進(jìn)行霍爾實(shí)驗(yàn)，輸入電流為O.lmA，磁場(chǎng)強(qiáng)度5T，測(cè)試溫度3(fC。經(jīng)過(guò)計(jì)算得其載流子密度如下表所示表l環(huán)氧涂層表面載流子密度與浸泡時(shí)間的關(guān)系浸泡時(shí)間(d)載流子密度(/cm—3)102.34x109155.32x101120實(shí)施例24將待醇酸涂層均勻涂敷于玻璃(2x3cm)表面，其涂敷厚度為100±10pm，將涂好涂層的玻璃片置于烘箱中50。C烘干48h，備用。將涂好涂層的玻璃片置于5%NaCl溶液中浸泡，在不同的浸泡時(shí)間下將玻璃片取出，如5天、10天、15天、20天，然后用刀片將涂層完整取下。將涂層用刀片切割取0.8x0.8cm大小的矩形，在矩形各邊中點(diǎn)用導(dǎo)電銀膠粘接4個(gè)電極，在QuantumDesign公司生產(chǎn)的多功能物理性質(zhì)測(cè)試儀上進(jìn)行霍爾實(shí)驗(yàn)，輸入電流為O.lmA，磁場(chǎng)強(qiáng)度5T，測(cè)試溫度30°<:。經(jīng)過(guò)計(jì)算得其載流子密度如下表所示表2醇酸涂層表面載流子密度與浸泡時(shí)間的關(guān)系<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例3將待測(cè)酚醛清漆均勻涂敷于玻璃(2x3cm)表面，其涂敷厚度為100±10pm，將涂好涂層的玻璃片置于烘箱中50°C烘干48h，備用。將涂好涂層的玻璃片置于5%NaCl溶液中浸泡，在不同的浸泡時(shí)間下將玻璃片取出，如5天、10天、15天、20天，然后用刀片將涂層完整取下。將涂層用刀片切割取0.8x0.8cm大小的矩形，在矩形各邊中點(diǎn)用導(dǎo)電銀膠粘接4個(gè)電極，在QuantumDesign公司生產(chǎn)的多功能物理性質(zhì)測(cè)試儀上進(jìn)行霍爾實(shí)驗(yàn)，輸入電流為O.lmA，磁場(chǎng)強(qiáng)度5T，測(cè)試溫度30OC。經(jīng)過(guò)計(jì)算得其載流子密度如下表所示表3酚醛涂層表面載流子密度與浸泡時(shí)間的關(guān)系浸泡時(shí)間(d)載流子密度(/cm—3)4.2xl09109.37xl016158.32xl018208.39xl020從載流子密度數(shù)據(jù)可知，三種涂層載流子密度為酚醛涂層>醇酸涂層>環(huán)氧涂層,故在整個(gè)腐蝕失效過(guò)程中防腐蝕能力排序?yàn)榄h(huán)氧涂層>醇酸涂層>酚醛涂層。另外，將三種涂層分別涂覆到三個(gè)碳鋼電極表面，浸入5。/。NaCl溶液，觀察到分別在浸泡20天、10天、8天時(shí)碳鋼開(kāi)始生銹，將上述表中數(shù)據(jù)做成曲線，經(jīng)查閱，三種涂層浸泡20天、10天、8天的載流子密度數(shù)量級(jí)均為1015，故說(shuō)明在涂層表面載流子密度達(dá)到10"/cm—s左右時(shí)其防腐蝕能力開(kāi)始急劇下降，從而在NaCl溶液中碳鋼開(kāi)始生銹，這對(duì)涂層在氯化鈉溶液中的防腐蝕性能的預(yù)測(cè)具有指導(dǎo)意義。權(quán)利要求1.一種基于霍爾效應(yīng)的有機(jī)涂層表面載流子密度的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于具有以下工藝過(guò)程和步驟a.在2×3cm玻璃表面均勻涂敷待測(cè)有機(jī)涂層，其涂敷厚度為100±10μm，將涂好涂層的玻璃片置于烘箱中，在30～80℃烘干48h，備用；b.將涂好涂層的玻璃片置于NaCl溶液中浸泡5～20天，然后將玻璃片上的涂層完整取下；c.將涂層用刀片切割取0.8×0.8cm大小的矩形，在矩形各邊中點(diǎn)用導(dǎo)電銀膠粘接4個(gè)電極，在多功能物理性質(zhì)測(cè)試儀上進(jìn)行霍爾實(shí)驗(yàn)，輸入電流為0.1mA，磁場(chǎng)強(qiáng)度5T，測(cè)試溫度30℃，可測(cè)得有機(jī)涂層表面載流子密度。全文摘要本發(fā)明涉及一種基于霍爾效應(yīng)的涂層表面載流子密度監(jiān)測(cè)方法，屬涂層防腐蝕性能測(cè)試領(lǐng)域。本監(jiān)測(cè)方法是在玻璃表面均勻涂敷厚度為100±10μm待測(cè)有機(jī)涂層，在30～80℃烘干48h；然后于NaCl溶液中浸泡5～20天，將涂層完整取下并割取0.8×0.8cm大小的矩形，在矩形各邊中點(diǎn)用導(dǎo)電銀膠粘接4個(gè)電極，在多功能物理性質(zhì)測(cè)試儀上進(jìn)行霍爾實(shí)驗(yàn)；輸入電流為0.1mA，磁場(chǎng)強(qiáng)度5T，測(cè)試溫度30℃。通過(guò)對(duì)有機(jī)涂層的防腐蝕性能隨浸泡時(shí)間的變化進(jìn)行分析，可對(duì)涂層的耐候性能進(jìn)行預(yù)測(cè)。本發(fā)明直觀，操作方法簡(jiǎn)單，是一種可以從根本原理上了解涂層防腐性能的測(cè)試方法。文檔編號(hào)G01N17/00GK101520475SQ200910048340公開(kāi)日2009年9月2日申請(qǐng)日期2009年3月26日優(yōu)先權(quán)日2009年3月26日發(fā)明者周國(guó)治,超王,王艷珍,盛敏奇,鐘慶東,魯雄剛申請(qǐng)人:上海大學(xué)