中文摘要：

运用室内光加速老化、周浸以及盐雾试验等加速腐蚀手段，对不同种类涂层/金属体系进行不同周期的加速劣化。结合常规EIS测试，应用LEIS在不同频段（高，中，低频）对局部区域涂层电阻，涂层电容，界面电阻，界面电容的变化情况进行定域分析，探知不同频段内能反映有机涂层钢板老化特征的电化学参数；应用SECM，观察经不同手段加速老化后的涂层在劣化初始阶段涂层/金属体系的三维形貌变化，同时使用SKP对涂层/金属界面在涂层劣化初始阶段所表现出的电化学不均一性进行原位测量，探明其电化学过程的定域效应及动力学规律。光加速老化条件下有机涂层/金属界面微区腐蚀电化学行为及规律的研究有利于深入的揭示复杂异相电化学体系的本质和机制，对腐蚀电化学理论的丰富和完善具有重要的价值。

结论摘要：

本项目以有机涂层钢板为主要研究对象，将宏观电化学手段与微区电化学技术相结合，运用不同的加速老化方法对有机涂层钢板失效过程及其性能变化规律进行研究，并通过对钢板失效初期局部区域电化学不均一性的表征和解析，最终获得失效初期，涂层/金属界面局部区域的电化学行为特征及变化规律。具体包括以下成果 1）对有机涂层钢板失效过程的影响因素进行了研究，包括老化方式（荧光紫外老化、氙灯老化、盐雾试验以及氙灯+盐雾循环老化）、电解质溶液种类和涂层面漆种类。光老化条件下涂层失效过程可分为涂层表层发生劣化增强其吸水过程，和涂层劣化深度增加使溶液渗入涂层/金属界面引发电化学反应两个阶段。其物理模型为含有2个时间常数的等效电路。在盐雾实验以及不同电解质溶液的浸泡试验中，涂层失效过程表现出3个时间常数的特点，盐膜的形成是其主要特征。混合循环老化后的涂层在前期遵循光老化的规律,之后与在盐雾试验中的劣化过程相似。另外，面漆涂层的性能也极大地影响着整个涂层体系的劣化过程。 2）运用扫描开尔文探针（SKP）和微区交流阻抗技术（LEIS）对不同老化条件下有机涂层/金属体系劣化初期的电化学不均匀性进行了测试，并对其相关腐蚀机理进行了研究。由缺陷涂层不同位置定域测得的LEIS谱响应可知劣化初期涂层不同位置所对应的劣化过程不尽相同，浸泡24小时后，其过程逐渐趋于一致。此时涂层吸水率随距缺陷处侧向长度的增加逐渐减小。由SKP测得的缺陷附近区域伏打电位的分布情况可知，不同区域所对应的电化学活性不同，据此可以判断出腐蚀发生的倾向，并通过其时效变化规律推测出腐蚀电池的形成，扩展，以及极性的逆转等腐蚀过程与机理。 3）运用Mott-Schottky技术研究老化过程中不同涂层体系的导电机制及其特征变化规律。有机涂层钢板在失效过程中表现出的类似半导体导电的特性。随浸泡及光老化时间延长，涂层体系电容增大，载流子密度增加。特别是当涂层存在缺陷时，缺陷处涂层的载流子密度迅速增加，证明缺陷处涂层下金属更易发生腐蚀。 4）在本项目的支持下，共发表了各类文章6篇，其中包括期刊4篇，会议文章2篇；共培养4名研究生，以及1名博士生。