建筑装饰用铜合金的表面钝化工艺与性能研究

采用化学浸渍法在装饰用H62铜合金表面制备了不同转化膜,优化了单一稀土盐和复合(Ce+La)盐转化膜的钝化液配方,对比分析了未加稀土盐、单一Ce盐、单一La盐和(Ce+La)盐试样的耐蚀性能和作用机理。结果表明,单一稀土盐的钝化液中硝酸镧/硝酸铈含量为8%时的转化膜具有最佳的耐腐蚀性能;复合(Ce+La)盐最优钝化工艺为硝酸镧/硝酸铈=4/4 g/L、C_6H_5N_3浓度15 g/L、Na_2MoO_4浓度2 g/L、C_6H_8O_7浓度13 g/L、C_7H_6O_6S. 2H_2O浓度9 g/L、SDBS浓度0.2 g/L、钝化温度48℃、钝化时间4 min;不同转化膜试样的硝酸点滴、中性盐雾、静态浸泡腐蚀和电化学腐蚀性能测试结果具有一致性,即耐性能从低至高顺序为:未加稀土盐单一Ce盐单一La盐(Ce+La)盐,在钝化液中添加稀土盐有助于提高转化膜膜层厚度,并增强转化膜的耐蚀性能,且复合添加(Ce+La)盐可获得相对单一稀土盐更好的钝化效果。     

混合稀土-三聚磷酸盐复合钝化膜的组构、耐蚀性能及机理

为了提高无铬钝化膜的性能,对A3钢镀锌后,以混合稀土与三聚磷酸盐为钝化液进行复合钝化,通过中性盐雾、盐水浸泡法考察了复合钝化膜的耐腐蚀性能,分析了其成膜机理;通过X射线光电子能谱测试了复合钝化膜的组成元素。结果表明:复合钝化膜能够有效地提高镀锌层的耐腐蚀性能,且耐腐蚀性能优于低铬酸钝化膜;复合钝化膜主要由稀土元素,P,O组成,其主要组成物为稀土硫酸盐、稀土多磷酸盐。     

镀锌钢板表面混合稀土与三聚磷酸盐复合钝化膜的耐蚀性能

对镀锌钢板进行混合稀土和三聚磷酸盐的协同钝化,通过中性盐雾试验、3%CuSO4点滴试验和电化学测试研究了稀土与三聚磷酸盐复合钝化膜的耐蚀性能。结果显示:稀土与三聚磷酸盐复合钝化膜明显提高了镀锌层的自腐蚀电位,大大提高了镀锌钢板的防护性能,且其耐蚀性明显优于低铬酸盐钝化膜。     

5052铝合金Ti-Ce转化膜的性能

为了消除铬酸盐处理六价铬的危害,室温下在5052铝合金表面制备了环保型Ti-Ce转化膜。通过正交试验确定了转化液的最佳组成:1.0 g/L Ce(NO3)3.6H2O,4.0 g/L NaF,4.0 g/L Ti(SO4)2,1.5 g/L H2O2,2.0 g/L EDTA;同时采用单因素法研究了转化液pH值对转化膜厚度的影响,采用中性盐雾试验考察了转化膜的耐蚀性,并通过扫描电子显微镜和能谱仪分析了转化膜的微观形貌和成分。结果表明:Ti-Ce转化膜通过了96 h的中性盐雾测试;转化膜均匀且缝隙较少,主要含有C,O,F,Al,Ti,Ce等元素,不含有害物。     

热镀锌后镧盐转化膜的制备及耐蚀性能

镀锌层稀土转化膜防护效果良好,且无毒、无污染.采用镧盐代替铬酸盐对热镀锌表面进行钝化,用中性盐雾试验评价膜层的耐蚀性,研究了镧盐转化膜制备中钝化液组成、温度及钝化时间等对转化膜耐蚀性的影响,并通过正交试验获得钝化处理的最佳工艺.结果表明:最佳成膜工艺为18～22g/L La(NO3)3·6H2O,5～15mL/L H2O2,10～15 g/L柠檬酸(H3Cit),温度60～80℃,时间10～30 min;La(NO3)·6H2O浓度对镧盐转化膜耐蚀性的影响最大,处理时间次之,之后是成膜温度,H3Cit浓度的影响最小;采用最佳工艺获得的转化膜同时抑制了锌腐蚀反应的阴极和阳极过程,膜层耐蚀性能优于常规铈盐转化膜.     

镀锌层硅钛复合钝化工艺

为提高镀锌层硅钛复合钝化膜的耐蚀性能,缩短钝化时间,改善钝化液的稳定性,采用正交试验对镀锌层硅钛复合钝化工艺进行了优化。通过对样品复合钝化膜的Tafel曲线测试、5%Cu SO_4点滴测试和中性盐雾腐蚀测试,研究了硅钛复合钝化工艺参数对钝化膜外观和耐蚀性的影响。结果表明:硅钛复合钝化液的最佳配方及工艺条件为10 g/L Na_2Si O_3·9H_2O,10 g/L Na NO_3,2 m L/L Ti Cl_3,5 m L/L H_2O_2,2 g/L KF,p H=2.0,钝化时间30 s,钝化温度25℃,60℃恒温烘干10 s;本工艺获得的钝化膜中性盐雾试验出白锈时间为72.0 h,与三价铬钝化膜耐蚀性能相当。     

镀锌钢表面有机酸/硅酸盐钝化及钝化膜的耐蚀性能

为加强环保,进一步提高镀锌钢彩色钝化膜的耐蚀性能,采用硅酸盐和有机酸单宁酸对镀锌钢板表面进行复合钝化,采用醋酸铅点滴试验和中性盐雾试验研究了钝化膜的耐蚀性能,并对复合钝化液的组分及工艺条件进行优选。结果表明:优选工艺为35 g/L Na2SiO3,10 mL/L H2O2(30%),5 mL/L H2SO4(98%),2 g/L CuSO4,5 g/L单宁酸,10 g/L NaNO3,pH值为2.0,温度为50℃,钝化时间30 s,钝化封闭后于60~70℃老化5~10 min;钝化膜外观为均匀彩色,与基体附着力良好,耐醋酸铅点滴腐蚀时间为79 s,耐中性盐雾腐蚀时间达128 h,其耐蚀性能虽不及六价铬钝化膜,但优于三价铬钝化膜。     

稀土元素对镀锌层三价铬彩色钝化膜耐蚀性的影响

为了提高三价铬彩色钝化膜的耐蚀性,在三价铬钝化液中加入稀土元素(La3+,Ce3+,Ce4+),通过乙酸铅点滴试验、Tafel曲线和盐水浸泡试验研究了稀土元素含量对镀锌层彩色钝化膜耐蚀性的影响。结果表明,加入稀土元素后,不用进行封闭处理也能提高钝化膜的耐蚀性,其中Ce4+的作用最显著,当钝化液中Ce(SO4)2.4H2O浓度为5.0 g/L时:钝化膜乙酸铅点滴耐蚀时间由镀锌层的19.33 s提高到157.56 s;腐蚀电位由-1.006 V正移至-0.982 V,腐蚀电流密度由3.268×10-5A/cm2减小到1.116×10-5A/cm2;耐盐水腐蚀能力提高,浸泡336 h仍未出现锈点,失重缓慢;钝化膜呈均匀的黄绿色,表面形成了均匀、平滑、较深的构槽,有利于提高膜层的耐蚀性。     

不同电解液对2A12铝合金微弧氧化膜耐磨性能的影响

研究在40g/L Na2Si O3溶液中添加8g/LNa2WO4,并在混合电解液中加入ZrO2颗粒,在2A12铝合金基体上原位生长微弧氧化陶瓷膜。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对陶瓷氧化膜微观形貌、元素含量、相组成进行分析,通过摩擦磨损实验检测微弧氧化膜的耐磨性。实验结果表明,添加8g/L Na2WO4生长的陶瓷膜由α-Al2O3和mullite相组成;10N载荷下摩擦,氧化膜致密层完好耐磨;在40g/L Na2Si O3、8g/L Na2WO4混合电解液中添加150g ZrO2制备ZrO2-Al2O3复合陶瓷膜,由α-Al2O3、t-ZrO2和m-ZrO2相组成,30N载荷下摩擦4200s致密层未见脱落。     

镀锌层钛盐彩色钝化工艺

为提高镀锌层钛盐彩色钝化膜的耐蚀性能,改善钝化膜的外观,缩短钝化时间,采用正交试验对镀锌层钛盐彩色钝化液的组分进行优选,并用单因素试验研究了工艺参数(钝化液温度、p H值、钝化时间、干燥方式)对彩色钝化膜外观及其耐蚀性的影响。结果表明:镀锌层钛盐彩色钝化工艺最佳方案为8 m L/L Ti Cl3,15 g/L Na NO3,10 m L/L H2O2,4 g/L DK-TC添加剂,p H值为1.5~2.0,温度为30℃,钝化时间为15~25 s,干燥方式对钝化膜耐蚀性的影响不大;该工艺能获得外观艳丽、光亮的彩色钝化膜,钝化膜中性盐雾试验出现白锈时间可达80.0 h,硫酸铜点滴时间在40 s以上。     

铜合金表面硝酸镧稀土钝化膜的性能研究

为了提高铜及其合金的耐蚀性能,研究了一种含硝酸镧的新型钝化工艺,处理后的铜合金表面形成了金黄色的稀土钝化膜.采用硝酸点滴、湿热试验及盐雾试验等方法对钝化膜的耐蚀性进行了表征.结果表明,最佳钝化工艺为:23 g/L有机羧酸,16 g/L苯并三氮唑(BTA),4 g/L硝酸镧,1 g/L促进剂,温度60℃,钝化时间3 min.稀土盐的加入使其耐硝酸点滴及湿热试验的时间均延长了3倍多;在5%NaCl溶液的腐蚀速率降低6倍,在扫描电镜下可以明显观察到加入稀土盐后合金表面结构变得均匀致密;电子探针分析表明,稀土钝化膜的La,O等元素都均匀分布在膜层表面.     

锌镍合金镀层三价铬钝化研究

镀锌层三价铬钝化在防腐蚀能力上无法满足一些工件高防腐蚀性能的要求,为此,采用锌镍合金进行三价铬钝化,通过盐雾试验考察了其防腐蚀能力.钝化液主要成分:77 g/L Cr(NO3)3·9H2O,13吕/L(COOH)2,15 g/L CH2(COOH)2,2g/L马来酸酐,8 g/L Co(NO3)2·6H2O,5 mL/L含硅化合物.结果表明,控制pH值在1.6～2.0,温度60～70℃,时间30 s以上,所得钝化膜防腐蚀能力超过常规镀锌六价铬钝化膜.锌镍镀层三价铬钝化既保护了环境,又能满足工件高防腐蚀性能的要求.     

双稀土处理液对H62黄铜成膜耐蚀性能的影响

为了提高H62黄铜合金的表面性能,通过正交试验获得了最佳锅、钵双稀土处理液配方。利用硝酸点滴、中性盐雾试验评价了H62黄铜合金钝化膜的耐蚀性能,通过电子探针(EPMA)观测了其表面形态结构及元素分布,利用电化学方法表征了 H62黄铜表面钝化膜在3.5%NaCl溶液中的缓蚀行为,采用XRD对H62黄铜表面钝化膜的成分进行了检测。结果表明:H62黄铜合金由镉、钵双稀土处理液钝化成膜的主要成分为Cu2O,CeO2,La(OH)3,Ce(OH)4;致密的钝化膜耐硝酸点滴时间达到21.98s,在3.5%NaCl溶液自腐蚀电位增加,腐蚀电流降低,腐蚀速度明显降低,耐蚀性能增加,耐中性盐雾性能明显优于鋪单一稀土处理液。     

三价铬彩色钝化工艺的研究

三价铬钝化毒性小,将成为六价铬最有可能被接受的替代品.通过正交试验和单因素试验,得到了三价铬彩色钝化膜的最佳工艺条件为:3.0 mL/L Cr2(SO4)3·6H2O、5 g/L丙二酸、5 g/L NaNO3、1g/L Ni盐、0.6 mL/L有杌硅封闭剂,pH值1.6,钝化温度25℃,钝化时间80 s.探讨了pH值、钝化温度、钝化时间与封闭剂浓度和耐蚀性的关系.在最佳工艺条件下得到的钝化膜呈彩色,能通过79 h中性盐雾试验.     

一种耐蚀性能较好的锡青铜钝化工艺

为提高锡青铜钝化膜层的耐蚀性,在传统铜合金钝化液体系的基础上,利用正交试验法对钝化液组分进行了优化,并研究了工艺参数对钝化膜外观和耐蚀性的影响.所得最佳工艺条件为:150 g/L重铬酸钾,15 mL/L硫酸,1 g/L氯化钠,室温,时间10～15 s.结果表明,采用该工艺能获得外观艳丽、光亮,颜色均匀,附着力好的膜层,其点滴试验耐蚀性大于30 s.     

热浸镀锌层有机物-无机物复合钝化工艺优选及其性能

为了进一步提高热浸镀锌层钝化膜的耐蚀性能,针对目前无铬钝化多为独立体系的有机物钝化或无机物钝化的情况,运用有机物与无机物进行复合钝化。通过正交试验法确立了热浸镀锌层无色钝化工艺,采用单因素变量法、点滴试验、中性盐雾腐蚀试验及电化学测试技术,研究了复合钝化工艺参数对钝化膜外观和耐蚀性的影响。结果表明:最佳复合钝化工艺为40 g/L丙烯酸树脂,20 g/L硝酸钠,40 g/L硅酸钠,15 m L/L过氧化氢;p H值11,钝化时间30 s,温度30℃,恒温烘干;钝化膜的耐蚀性能接近于三价铬钝化。     

镀锌板水性环氧树脂复合钝化膜的耐蚀性能

镀锌板经环氧树脂系有机/无机复合钝化处理后耐蚀性能大幅提高,目前对其研究不够深入。将水性环氧树脂、Ni(NO3)2.6H2O,H2O2及有机酸等配制成复合钝化液,在镀锌板表面制备了有机/无机复合钝化膜。采用Tafel极化曲线、交流阻抗(EIS)和中性盐雾试验(NSS)等方法对单一环氧树脂钝化膜和复合钝化膜的耐蚀性进行了对比研究,采用扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)对复合钝化膜的表面形貌和组成进行了分析。结果表明:无机盐﹑有机酸与环氧树脂在镀锌板表面形成的有机/无机协同缓蚀复合膜具有优良的耐蚀性和较好的工业实用推广价值。     

钝化方式对镀锡钢板耐蚀性及铬含量的影响

使用化学分析、X射线光电子能谱分析以及电化学测试等试验方法,研究化学钝化以及电化学钝化得到的镀锡板的铬含量、铬元素组成及耐蚀性。结果表明:对于镀锡钢板铬酸盐钝化膜,电解钝化膜的总铬含量高于化学钝化膜的总铬含量。钝化膜中主要含有Cr,O以及Sn元素。不同钝化方式得到的钝化膜中铬元素的的价态、组成均不同,化学钝化膜及电解钝化膜中铬元素的组成分别为Cr2O3,Cr(OH)3以及Cr2O3,Cr(OH)3,Cr。电化学钝化膜的耐蚀性高于化学钝化膜。     

用于锌铁合金和锡表面的常温黑色钝化工艺

通过单因素试验,获得了用于锌铁合金和锡表面共同着黑色膜的常温化学钝化方法,优选出的最佳工艺参数为:40.0～50.0 g/L CuSO4·5H2O,3.0～5.0 g/L NaOH,9.0～10.0 g/L HCOOH,30.0～35.0g/L CrO3,0.1～0.3 g/L HCHO,0.2～0.3 g/L H3PO4,pH值1.5～2.0,钝化温度15～25 ℃,钝化时间8～12min.且采用该钝化液获得的钝化膜油黑发亮,色泽均匀,耐蚀性及耐磨性好,附着力强.该钝化液中采用非银盐发黑剂,污染小,且化学性能稳定,使用寿命长.     

PbO_2-CeO_2电极的制备及其电化学性能

为解决传统铅银合金存在的铅污染和钛基PbO2(DSA)基体易钝化、使用寿命短等问题,以不锈钢为基体,用稀土Ce改性,制备了PbO2-CeO2电极。分析了PbO2的形成机理,通过析氧曲线、Tafel曲线、EDS能谱及扫描电镜考察了温度、电流密度、稀土Ce等对电极性能的影响及所制备电极的元素分布及表面形貌。结果表明:最佳制备工艺为190 g/L Pb(NO3)2,15 g/L Cu(NO3)2,0.5 g/L NaF,30 g/L CeO2,pH值为2～3,机械搅拌,温度70℃,电流密度10～20 mA/cm2,时间30 min;所制备的镀层平整、均匀,电化学性能优良,镀层中CeO2质量分数约为4%～6%;PbO2-CeO2电极析氧电位1 500 mV左右,节能性能明显优于传统惰性阳极。