专利名称：：基于霍尔效应的有机涂层表面载流子密度的监测方法基于霍尔效应的有机涂层表面载流子密度的监测方法
技术领域：
：本发明涉及一种基于霍尔效应的有机涂层表面载流子密度的监测方法，属于涂层防腐蚀性能测试
技术领域：
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背景技术：
：有机涂层是一种金属防腐蚀和装饰的重要方法，现在防腐蚀领域应用的有机涂层主要有环氧树脂、醇酸树脂、酚醛树脂等等，环氧树脂作为一种防腐性能较好的涂层主要应用于金属板底漆，醇酸和酚醛两种涂层主要应用于面漆。对于其防腐蚀性能的评价主要有盐雾实验、电解质溶液全浸实验、室外暴露实验等，但是都存着实验时间长，以及难以将性能指标量化的缺点，对于涂层失效机理的研究方法也多种多样，包括电化学交流阻抗谱、局部电化学交流阻抗、电化学噪声谱表面表征方法有SEM、拉曼光谱、傅立叶变换红外光谱等等，但是这些测试方法普遍存在难以将腐蚀程度量化的缺点。涂层对金属的防腐蚀能力主要来自于其对水及电解质的隔绝能力，在水及电解质的腐蚀降解作用下涂层从最初的绝缘层变为导体，根据以前的研究，涂层在此过程中存在一个半导体阶段，其载流子密度随着降解程度的加深呈逐渐增大的趋势，所以在腐蚀过程中载流子密度可以作为一种定量指标对涂层的防腐蚀性能进行评价。霍尔实验在半导体领域是将材料的电、磁性能相结合的一种研究方法，通过测量半导体的hall电压，得到其hall系数，进而计算可得到其载流子密度。将这种方法应用于涂层在溶液浸泡腐蚀条件下的研究可以对涂层在各腐蚀时间的本体载流子密度进行了解，从而掌握涂层在腐蚀介质作用下的防腐能力。
发明内容本发明的目的是针对现有技术中的上述问题，提出一种针对于涂层在水溶液浸泡腐蚀中的基于霍尔效应的有机涂层表面载流子密度的监测方法。为了达到上述目的，本发明采用下述的技术方案。一种基于霍尔效应的有机涂层表面载流子密度的监测方法，其特征在于具有以下工艺过程和步骤a.在2x3cm玻璃表面均匀涂敷待测有机涂层，其涂敷厚度为100±l(Vm，将涂好涂层的玻璃片置于烘箱中，在308(fC烘干48h，备用；b.将涂好涂层的玻璃片置于NaCl溶液中浸泡520天，然后将玻璃片上的涂层完整取下；c.将涂层用刀片切割取0.8x0.8cm大小的矩形，在矩形各边中点用导电银胶粘接4个电极，在多功能物理性质测试仪上进行霍尔实验，输入电流为O.lmA，磁场强度5T，测试温度30。C，即可测得有机涂层表面载流子密度。使用霍尔效应原理测试涂层的防腐蚀性能，能够监测涂层腐蚀过程中载流子密度的变化，作为涂层导电性能指标，得到其导电性能随浸泡时间的变化曲线，具有可将涂层的防腐蚀性能定量化的优点，对有机涂层的防腐蚀性能随浸泡时间的变化进行分析，可对涂层的耐候性能进行预测。本发明直观，操作方法简单，是一种可以从根本原理上了解涂层防腐性能的测试方法。具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步说明。实施例1将待测环氧涂层均匀涂敷于玻璃(2x3cm)表面，其涂敷厚度为100±10pm，将涂好涂层的玻璃片置于烘箱中50DC烘干48h，备用。将涂好涂层的玻璃片置于5%NaCl溶液中浸泡，在不同的浸泡时间下将玻璃片取出，如5天、10天、15天、20天，然后用刀片将涂层完整取下。将涂层用刀片切割，取0.8x0.8cm大小的矩形，在矩形各边中点用导电银胶粘接4个电极，在QuantumDesign公司生产的多功能物理性质测试仪上进行霍尔实验，输入电流为O.lmA，磁场强度5T，测试温度3(fC。经过计算得其载流子密度如下表所示表l环氧涂层表面载流子密度与浸泡时间的关系浸泡时间(d)载流子密度(/cm—3)102.34x109155.32x101120实施例24将待醇酸涂层均匀涂敷于玻璃(2x3cm)表面，其涂敷厚度为100±10pm，将涂好涂层的玻璃片置于烘箱中50。C烘干48h，备用。将涂好涂层的玻璃片置于5%NaCl溶液中浸泡，在不同的浸泡时间下将玻璃片取出，如5天、10天、15天、20天，然后用刀片将涂层完整取下。将涂层用刀片切割取0.8x0.8cm大小的矩形，在矩形各边中点用导电银胶粘接4个电极，在QuantumDesign公司生产的多功能物理性质测试仪上进行霍尔实验，输入电流为O.lmA，磁场强度5T，测试温度30°<:。经过计算得其载流子密度如下表所示表2醇酸涂层表面载流子密度与浸泡时间的关系<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>实施例3将待测酚醛清漆均匀涂敷于玻璃(2x3cm)表面，其涂敷厚度为100±10pm，将涂好涂层的玻璃片置于烘箱中50°C烘干48h，备用。将涂好涂层的玻璃片置于5%NaCl溶液中浸泡，在不同的浸泡时间下将玻璃片取出，如5天、10天、15天、20天，然后用刀片将涂层完整取下。将涂层用刀片切割取0.8x0.8cm大小的矩形，在矩形各边中点用导电银胶粘接4个电极，在QuantumDesign公司生产的多功能物理性质测试仪上进行霍尔实验，输入电流为O.lmA，磁场强度5T，测试温度30OC。经过计算得其载流子密度如下表所示表3酚醛涂层表面载流子密度与浸泡时间的关系浸泡时间(d)载流子密度(/cm—3)4.2xl09109.37xl016158.32xl018208.39xl020从载流子密度数据可知，三种涂层载流子密度为酚醛涂层>醇酸涂层>环氧涂层,故在整个腐蚀失效过程中防腐蚀能力排序为环氧涂层>醇酸涂层>酚醛涂层。另外，将三种涂层分别涂覆到三个碳钢电极表面，浸入5。/。NaCl溶液，观察到分别在浸泡20天、10天、8天时碳钢开始生锈，将上述表中数据做成曲线，经查阅，三种涂层浸泡20天、10天、8天的载流子密度数量级均为1015，故说明在涂层表面载流子密度达到10"/cm—s左右时其防腐蚀能力开始急剧下降，从而在NaCl溶液中碳钢开始生锈，这对涂层在氯化钠溶液中的防腐蚀性能的预测具有指导意义。权利要求1.一种基于霍尔效应的有机涂层表面载流子密度的监测方法，其特征在于具有以下工艺过程和步骤a.在2×3cm玻璃表面均匀涂敷待测有机涂层，其涂敷厚度为100±10μm，将涂好涂层的玻璃片置于烘箱中，在30～80℃烘干48h，备用；b.将涂好涂层的玻璃片置于NaCl溶液中浸泡5～20天，然后将玻璃片上的涂层完整取下；c.将涂层用刀片切割取0.8×0.8cm大小的矩形，在矩形各边中点用导电银胶粘接4个电极，在多功能物理性质测试仪上进行霍尔实验，输入电流为0.1mA，磁场强度5T，测试温度30℃，可测得有机涂层表面载流子密度。全文摘要本发明涉及一种基于霍尔效应的涂层表面载流子密度监测方法，属涂层防腐蚀性能测试领域。本监测方法是在玻璃表面均匀涂敷厚度为100±10μm待测有机涂层，在30～80℃烘干48h；然后于NaCl溶液中浸泡5～20天，将涂层完整取下并割取0.8×0.8cm大小的矩形，在矩形各边中点用导电银胶粘接4个电极，在多功能物理性质测试仪上进行霍尔实验；输入电流为0.1mA，磁场强度5T，测试温度30℃。通过对有机涂层的防腐蚀性能随浸泡时间的变化进行分析，可对涂层的耐候性能进行预测。本发明直观，操作方法简单，是一种可以从根本原理上了解涂层防腐性能的测试方法。文档编号G01N17/00GK101520475SQ200910048340公开日2009年9月2日申请日期2009年3月26日优先权日2009年3月26日发明者周国治,超王,王艳珍,盛敏奇,钟庆东,鲁雄刚申请人:上海大学