文策尔的理论helps我们了解表面粗糙度和涂层附着力并不总是以一种独特的方式相互联系。换句话说,增大了a爆炸清洗表面可能并不总是改善涂层粘附。用于改进这些主题,阅读对定义合适曲面轮廓的现有方法的质疑(上).
具有高粘度或低流量液体涂层,或粉末融合键合环氧(FBE)管道涂层在管道每次加热温度过低的情况下,很可能在涂层的粗糙度深度之间找不到明显的关系底物和涂层粘合强度值。这是因为液滴可能难以穿透和移位在表面轮廓的谷的空气中。
为什么工业需要更好的表面轮廓测量方法
涂层与喷砂基板的粘附强度不取决于任何表面粗糙度的长度参数,无论粗糙度参数是Ra、Ry和Rz的轮廓线高度,还是峰数(每线性长度的峰数)。相反,良好的附着力不仅取决于用于创造接触的能量,还取决于接触界面中存在的相互作用。
正如我们在第1部分所述,确保良好的涂层附着力的关键问题不是是否表面轮廓喷砂型材的高度至少为1.5或2.5 mils或介于2.0-4.0 mils之间,但无论喷砂的水平表面处理创造了一个粗糙的表面,具有较高的基材表面能和较低的接触角,以便为涂层提供足够的润湿性。
因此,使用普通的表面轮廓方法,不能通过简单地测量一个单一的粗糙度参数的线性长度来准确地表征三维表面的粗糙度。
表征表面轮廓的参数Ra, Ry和Rz,或峰数,是二维参数。虽然这些方法在不同的应用中得到了广泛的应用,但它们并不能真正提供三维表面的完整信息。
最重要的是,这些线性长度参数不会自行形成线性关系到表面积或表面能。换句话说,涂料行业需要一种不同且更好的方式测量从电流曲线高度或峰值计数的表面轮廓。
一个新的参数(例如,粗糙度比,R可以是潜在的候选)或一组组合参数(例如峰值计数/密度和开发的表面积S.博士),由于磨料表面制备,应与表面能量或接触角直接相关。
重要的是要明白,在张力中的机械粘附与在张力中的机械粘附有显著的不同剪切.这种认识对作出正确的选择很重要涂层粘合强度试验方法和确定给定试验参数的规格要求。(要了解更多关于力量测试的信息,请参见测量涂层强度的4种测试.)
由温度梯度或收缩产生的基板和涂层之间的差分体积变化,导致剪切和剪切拉伸应力在界面。
在结构设计中,垂直于界面的拉伸应力是罕见的。相比之下,在涂层系统中经常发生界面剪切应力。
腐蚀保护涂层的现行标准和规范规定键的强度通常与…有关拉伸(拉出)强度一个人。考虑到上面的机械粘附信息,这似乎是有问题的。当为涂层工程指定和/或评估涂层附着力的方法和值时,重要的是要考虑实际涂层结构所经历的主要界面应力条件。
涂层和基材的特殊要求
温泽尔的理论帮助我们理解表面粗糙度和附着力并不总是以一种独特的方式相互联系。这意味着增加喷砂表面的表面粗糙度并不总是能改善附着力。
对于某些高粘度和粉末型涂料,可以在基板的粗糙度和涂层粘合强度值之间找到没有明显的关系。这是因为液滴可能难以穿透底部表面剖面(山谷)并取代夹带空气。这已在2005年由Hugh Roper等人完成的研究1,谁检查了表面粗糙度峰值计数对六涂层系统涂层性能的影响。他们得出结论,峰值计数对两种高粘度和较少湿润的粘附性能的影响较少酚醛涂料.
因此,对于特定的涂层系统和特定的基材,为了达到适当的附着力,将会有一个优化的表面粗糙度范围,这取决于:
- 粘度
- 粒子尺寸
- 涂料流动性(流)
- 表面温度
- 涂料化学
- 基底化学
行业目前的表面轮廓高度要求可能不适合每一个项目和每一种类型的涂层和基材。
在正确方向迈出的一步
德菲尔斯科最近开发的3d副本带表面轮廓测量正朝着正确的方向发展。2然而,三维复制带测量参数的表面轮廓、表面清洁程度、特定涂层、暴露环境、失败的模式涂层系统的预期寿命。(相关阅读:复制磁带:新表面配置文件信息的来源.)
总之,人们普遍认为喷砂清理钢表面的性质可以预测长期涂装性能。腐蚀和涂层行业还没有完全了解这个复杂问题的动力学,以及喷砂表面的表面轮廓和长期涂层性能之间的真实关系。业界普遍认为,增加这些表面轮廓参数将提高涂层的长期性能。但经验数据表明,事情并非如此简单。
需要更多测试
简单地增加轮廓参数并不能解决与表面轮廓对涂层性能影响有关的所有理论和问题。作者在这一领域的丰富经验导致了其他关系或理论仍需验证的测试。
此外,其他证据表明,这些理论适用于许多常见情况,但不一定适用于所有情况。作者的经验是,在行业开发出一种更好的方法来测量和定义预期涂层性能的喷砂钢表面轮廓之前,一个好的涂层标准/规范至少需要下列所有的表面轮廓参数:
- 最小型材高度
- 最小峰值计数/密度
- 最低限度ISO比较器评级
单一和线性的表面轮廓参数不能确定涂层应用的长期适当的表面准备防腐蚀保护.
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参考:
- Hugh J. Roper,Raymond E.F. Weaver和Joseph H. Brandon,表面粗糙度峰值计数对涂层性能的影响, JPCL, 2005年6月,第52-64页
- 大卫•喜气洋洋的复制磁带解锁隐藏信息,JPCL / PAINTQUARE.com,2015年7月,P1-6