热镀锌板双硅烷无铬钝化膜性能的研究

目的为进一步提高热镀锌板无铬钝化膜的耐腐蚀性能。方法以偏钒酸铵和氟钛酸作为无机组分,添加主要成膜物质苯丙乳液,通过硅烷偶联剂KH-560和KH-570将两者紧密连接,在热镀锌板表面获得一层耐腐蚀性较强的双硅烷无铬钝化膜。采用中性盐雾试验、电化学试验、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)等表征钝化膜的耐腐蚀性能。结果热镀锌板-双硅烷无铬钝化膜经96 h中性盐雾试验,腐蚀面积在2%~4%,腐蚀电流密度比热镀锌板基体降低一个数量等级,这表明双硅烷无铬钝化膜能提供良好的耐腐蚀能力。SEM分析表明在热镀锌板表面生成了一层均匀、连续、致密的钝化薄膜,钝化膜的厚度大约在3μm。FTIR分析表明,双硅烷无铬钝化膜中存在—(CH_2)_n—、C=O、Si—O、Si—O—Si、Si—O—Zn键。结论在热镀锌板表面生成了一层均匀、致密的钝化膜,使热镀锌板呈现良好的耐腐蚀性能,且满足工业应用标准。     

4种典型热镀锌板表面钝化膜耐腐蚀性能研究

目的 分析4种热镀锌板钝化膜体系成分,考察不同钝化膜的耐腐蚀性及防腐机理。方法 通过SEM、XPS、GDS、红外光谱、润湿角,分析了4种钝化膜的微观结构和化学成分。通过电化学、中性盐雾、循环盐雾试验,验证了镀锌板钝化膜的耐腐蚀性。结果 耐指纹膜、自润滑膜、全无铬钝化的主体均含Si和O,膜厚约1 μm,耐指纹膜中还含有Sn和P,自润滑膜和全无铬钝化中含有较多的P和Sn,三价铬钝化膜主要含有Si、O、Cr、C、P,膜厚仅为0.05 μm。4种钝化膜的成分分布与光整坑有较强的对应关系,光整坑中成膜较厚,光整坑外部出现明显的Zn元素强度,说明该处钝化膜较薄,三价铬具有最优的疏水性,全无铬和耐指纹也具有较好的疏水性,自润滑板疏水性较差,三价铬钝化的自腐蚀电流密度为0.97 µA/cm²,全无铬、自润滑、耐指纹的自腐蚀电流密度依次为1.6、2.3、2.6 µA/cm²。全无铬中树脂交联密度较高,三价铬钝化存在致密的氧化物膜,疏水性较好,对去极化剂的阻隔能力也更强,电荷在界面转移阻力较大,而耐指纹板和自润滑板存在部分孔隙,所以其平面耐腐蚀性稍差。在循环腐蚀过程中,由于存在干湿交替,高盐环境对钝化膜的持续攻击时间较短,故4种钝化膜在循环腐蚀过程中平面处的耐腐蚀性均优于中性盐雾环境中,盐雾结果与电化学结果有较好的一致性。结论 不同表面膜耐腐蚀性有一定区别,三价铬和全无铬具有较优的耐平面腐蚀性和划叉腐蚀性。     

无铬复合钝化膜的微观组织结构及耐腐蚀性能

目的解决热镀锌钢板表面六价铬钝化工艺所产生的环境污染问题。方法以钼酸铵、纳米硅溶胶、单宁酸、硅烷偶联剂KH151和KH792为主要原料配制新型环保的无铬复合钝化液,在镀锌板表面制备钝化膜。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析无铬复合钝化膜表面的微观形貌、元素组成和化学成分,用电化学工作站测试Mo元素对镀锌板耐蚀性的影响,使用中性盐雾实验研究不同皮模量时膜层的耐蚀性。结果无铬复合钝化膜中的Mo元素可以抑制微裂纹的产生和发展,阻挡腐蚀性介质向金属基体扩散,提高复合硅烷膜的电阻。复合钝化膜的电化学交流阻抗比硅烷钝化膜提高了1.6倍,与六价铬钝化膜接近,可以有效抑制腐蚀电化学反应的发生,降低反应速度,提高膜层的耐蚀性。皮膜量为892 mg/m2时,膜层的腐蚀面积为0,耐蚀性达到六价铬钝化膜水平;皮膜量为1252 mg/m2时,耐蚀性能优异。结论制备的无铬复合钝化膜结合了硅烷钝化膜和钼酸盐钝化膜两方面的优点,提高了膜层的致密性和结合性,膜层耐腐蚀性接近/达到了六价铬钝化的效果。     

镀锌层三价铬钝化成膜过程及耐蚀性研究

采用浸泡法在Q235钢镀锌层表面制备三价铬钝化膜,借助扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)分析了钝化膜的表面结构与成膜过程。通过Tafel曲线、电化学阻抗谱和中性盐雾实验(NSS)结果评定钝化膜的耐蚀性。结果表明,镀锌层表面光滑均匀、结构致密,无明显裂纹;钝化膜表面平整,散乱且无规律分布着大量裂纹;钝化膜主要含有Cr、O、Zn和少量的P、N等元素,并以Cr(OH)_3、Zn(OH)_2、Cr_2O_3和ZnO等化合物的共混物形式存在。钝化膜的形成过程包括镀锌层的溶解、钝化膜的生长和溶解及钝化膜的干燥3个步骤。盐雾实验表明经过三价铬钝化后的镀锌件耐蚀性提高近7倍。     

热镀锌层钛盐钝化膜耐蚀性能的研究

以钛盐为主盐,加入双氧水、硝酸(磷酸)、络合剂等配制无铬钝化液,经钝化后在镀锌层表面获得一层均匀的无铬钝化膜.通过电化学试验、盐雾腐蚀试验、大气暴露试验等测试手段对比研究了铬酸盐钝化膜、钛盐钝化膜、镀锌层的耐蚀性能以及影响钝化膜耐蚀性的因素.结果表明:镀锌层经钛盐钝化后耐蚀性能明显改善,在中性盐雾箱内可以通过48 h连续喷雾而不产生白锈.     

锌铝镁镀层不同表面处理体系成分分析及耐蚀性研究

目的 分析锌铝镁镀层不同表面处理体系的成分,考察表面处理膜层的耐蚀性,明晰不同表面处理方式的防腐机制。方法 通过白光干涉仪和扫描电镜(SEM)对3种表面处理方式下锌铝镁钢板不同表面微观形貌进行观察,通过辉光光谱(GDS)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)以及傅里叶变换红外反射吸收光谱(FTIR)对表面处理膜膜层厚度及成分结构等进行表征,并结合家电板实际使用条件,考察不同钝化膜层的耐蚀性。结果 涂油样品表面存在约10 nm厚、以烃类基础油和钙盐缓蚀剂等成分为主的油膜。三价铬钝化膜为厚度约50 nm,以Cr2O3、Cr(OH)3及ZnO为主的致密不溶性氧化物膜层,无铬钝化膜为厚度约3 μm、以氨基硅烷-树脂为主成膜物质的有机钝化膜。XPS及FTIR结果表明,硅烷-树脂在钢板表面发生了交联反应,形成了三维立体网状结构,同时钝化膜与镀层Zn之间形成了强化学键作用。电化学试验结果表明,三价铬钝化以及无铬钝化样品具有更小的自腐蚀电流密度及更大的电化学阻抗。在中性盐雾环境中,三价铬钝化膜具有更好的平面耐蚀性。无铬钝化膜具有更优异的划叉耐蚀性。结论 三价铬钝化处理以及无铬钝化处理锌铝镁板的腐蚀倾向均小于涂油处理锌铝镁板的,相关研究可为锌铝镁镀层材料在家电板市场的推广应用提供理论支撑。     

AZ31B型镁合金表面钛盐化学转化膜

研究了一种镁合金表面无铬钝化的钛盐环保型化学转化膜处理工艺。利用中性盐雾试验和极化曲线法测试了转化膜的耐蚀性能,采用SEM、EDS等方法对膜的形貌、元素组成进行了研究。结果表明,钛盐转化处理后在镁合金表面形成含钛氧化物膜层,该膜层有良好的耐蚀性能。     

建筑用镀锌钢板的表面处理及耐蚀性能研究

对比分析了建筑用镀锌基材、铬酸盐钝化膜和无铬复合膜在中性盐雾试验、醋酸铅点滴试验和电化学腐蚀试验中的腐蚀行为,并观察了镀锌基材钝化前后的表面形貌和元素变化。结果表明,无铬复合膜的耐腐蚀性能得到显著提高,与铬酸盐钝化效果较为接近。     

硅烷-钼复合无铬钝化膜的耐蚀性及标准曲线构建

为更好地指导新型硅烷-钼复合无铬钝化膜的工业化生产,研究钝化膜的耐蚀性能,构建皮膜量标准曲线。分别使用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)分析钝化膜的物相组成和表面元素价态。利用中性盐雾试验和电化学测试,探讨钝化膜的耐蚀性能。采用X射线荧光光谱法(XRF),绘制和构建皮膜量标准曲线。结果表明:硅烷-钼复合无铬钝化膜层中Si、Mo元素能分别与Zn形成化学键,膜层结合性较好。膜层耐蚀性在一定范围内随着膜层皮膜量升高而升高,当皮膜量高于800 mg/m2时,耐蚀性趋于稳定,其耐蚀性与稳定性接近Cr6+。此外,皮膜量与XRF射线强度呈线性关系,斜率为3.413。     

镀锌层硅酸盐+虫胶复合转化膜的制备和表征

目的阻碍热镀锌板出现白锈,提高镀锌层的耐腐蚀性能。方法采用正交试验法优化出添加虫胶水溶液的有机无机复合钝化液。通过电化学Tafel极化曲线、交流阻抗(EIS)、乙酸铅点滴和中性盐雾试验,对比分析基体、硅酸盐+虫胶复合钝化膜与铬酸盐钝化膜的耐腐蚀性能。采用摩擦法测试对比分析基体和无铬钝化膜试样的附着性能,并通过扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和红外光谱对形貌和结构进行分析。结果添加虫胶水溶液的复合钝化膜表面平整致密,72 h中性盐雾试验后的腐蚀面积小于10%。乙酸铅点滴试验和电化学测试显示,复合钝化膜的耐腐蚀性能较基体好。附着力试验测试显示,复合钝化膜具有良好的附着能力。结论因为复合钝化液中的虫胶与硅酸盐交织为O—Si—CH_2结构,与金属离子结合生成致密的膜层附着在镀锌层表面,使得复合钝化膜致密平整,且使腐蚀过程得到了强烈的抑制。     

镀锌层三价铬黑色钝化膜的耐蚀性能

制备了一种环保、不含六价铬的三价铬黑色钝化液,选择适当的封闭剂,研究其在镀锌层表面钝化后的耐腐蚀性能。通过醋酸铅点滴试验、塔菲尔极化曲线测试、电化学阻抗测试检测钝化膜的耐蚀性及采用扫描电子显微镜观察其表面形貌。结果表明:镀锌层表面经三价铬黑色钝化后再进行封闭处理,弥补了Cr3+钝化后无自愈能力的缺点,显著提高了镀锌层钝化膜的耐腐蚀性能,而且达到了Cr6+黑色钝化的外观效果。     

Preparation and Corrosion Resistance of Silicate Passivation Film Formed on Galvanized Zn Coatings

In this paper,one kind of silicate passivation technics was reported and by which method silicate passivation film on galvanized Zn coatings with satisfactory property was got.Zn coatings were prepared by conventional plating technics.The solution composition and operating conditions of passivation are:sodium silicate 10-30 g/L,H2SO4 5 mL/L,HNO3 5 mL/L,H2O2 5-20 mL/L,pH 1.5-2.5,passivation time 5-30 s,temperature 25℃.The corrosion resistance of galvanized Zn coatings with different passivated technics were investigated by NSS corrosion test and compared with Zn coatings treated by Cr(VI)and Cr(III).The silicate passivation film can keep no rust for 72 h and obviously shows the best property.Surface morphologies of galvanized Zn coatings with different passivated method were got by metallurgical microscopy,and the silicate passivation film shows the most uniform surface,and has the least micro-hole.All the results show that silicate passivation technics can provide galvanized Zn coatings superior anti-corrosion performance and simultaneously avoid the pollution of chromium,so this technology has a wide application in future.     

A comparative study of the corrosion protective properties of chromium and chromium free passivation methods

Commercially available passivation methods for white-rust protection of hot-dip galvanized steel have been investigated. The passivations were either based on trivalent chromium or chromium free. A chromate based conversion coating was used for reference. The treated panels were tested with regard to white rust protection and paintability. The surface chemistry of the conversion coatings was monitored with scanning Auger electron spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. Coating thicknesses were measured using Auger electron sputter depth profiling.The passivations were applied with a thickness recommended by the supplier and thus showed large variation. The thickness of the chromium free passivation (Cr-free) is approximately 75 nm. The coating contains the active ions; H₃O⁺, Ti⁴⁺, Mn²⁺, Zn²⁺, PO₄³⁻. The passivation based on trivalent chromium (Cr-III) is approximately 30 nm thick and contains the active ions; H₃O⁺ Cr³⁺, PO₄³⁻, F. The chromate based passivation (Cr-VI) is approximately 5 nm thick and contains the active ions Cr⁶⁺/Cr³⁺, F⁻.The Cr-free and the Cr-III passivations showed similar white rust protection in the corrosion tests. The corrosion resistance was good although it did not fully reach the level of the Cr-VI passivation. The results from the tests of the painted panels showed that the powder paint worked well on all three passivations. The solvent born paint worked best on the passivation based on trivalent chromium. The water born paint showed poor resistance to blistering in the Cleveland humidity test for all three passivations. In this test the passivation with hexavalent chromium showed slightly better results than the chromate free passivations.     

硫酸铈对三价铬钝化膜耐腐蚀性的影响研究

目的研究硫酸铈对三价铬钝化膜耐蚀性能的影响。方法通过在三价铬镀铬盐溶液中分别添加0.3、0.5、0.8、1.0、1.5 g/L的硫酸铈,然后通过极化曲线测试,对比不同硫酸铈添加量的钝化膜的腐蚀电流密度,确定硫酸铈在三价铬镀铬盐溶液中的最佳添加量,然后分别制备未添加硫酸铈和添加最佳添加量硫酸铈的三价铬钝化膜,通过电化学工作站CHI660E测量Tafel极化曲线和电化学阻抗谱。分析钝化膜的电化学性能,研究不同钝化膜的耐腐蚀性。观察试样表面的微观形貌,对比添加硫酸铈和未添加硫酸铈的钝化膜的微观形貌。结果通过极化曲线测试发现,当硫酸铈的添加量为1.0 g/L时,钝化膜的腐蚀电流密度小于其余添加量的钝化膜,添加硫酸铈和未添加硫酸铈的钝化膜的耐蚀性能不同,添加硫酸铈后的钝化膜性能得到改善,且钝化膜膜层的微观形貌发生改变。结论添加硫酸铈后,三价铬钝化膜的耐腐蚀性能增强。当硫酸铈的添加量为1.0 g/L时,腐蚀电流密度最小,为3.835×10~(-6) A/cm~2,耐腐蚀性能优于其余钝化膜。     

热镀锌板无铬钝化技术研究进展

采用传统的铬酸盐钝化处理技术,能够在金属表面获得一层耐蚀性能优异且具有自修复性的钝化膜。但是由于六价铬毒性很大,对人类的健康有很大危害,近年来六价铬钝化工艺已经被限制使用,因此开发新型环保的无铬钝化技术已成为目前的研究热点。现有热镀锌板的无铬钝化工艺可大致分为有无机钝化、有机钝化、无机/有机复合钝化三种类型。详细介绍了这三种无铬钝化类型的机理及其研究进展,主要阐述了现有制备镀锌板表面无铬钝化膜层的钼酸盐钝化、钨酸盐钝化、硅酸盐钝化、植酸钝化、单宁酸钝化、有机硅烷钝化、有机树脂钝化和无机盐/有机树脂复合钝化等工艺的原理,并对这几种无铬钝化工艺的特点进行了总结,阐明了不同无铬钝化工艺获得的钝化膜层的结构特点。通过与铬酸盐钝化膜的性能相比较,进一步分析了各种无铬钝化膜层的优缺点。最后提出综合利用无机钝化和有机钝化的优点,研发新型环保的无机/有机复合钝化处理工艺是热镀锌钢板无铬钝化技术未来的发展趋势。     

硅烷无铬钝化膜的耐腐蚀性能及成分探究

目的探究无铬钝化膜的微观形貌和成膜机理。方法通过电化学实验评价钝化膜的耐腐蚀性能;通过扫描电镜观察钝化膜的微观形貌,探究其与耐腐蚀性之间的关系;通过XRD,EDS,XPS分析钝化膜的成分及组成。结果电化学实验表明,镀锌板经钝化处理后,钝化膜抑制锌层的阳极反应,有效降低腐蚀速率。SEM分析发现,钝化膜表面的平整度与其耐蚀性能无直接关系。XRD不能用于分析该工艺钝化膜的元素及组成。EDS和XPS分析结果表明,钝化膜主要含有Zn,C,O,N,Si等元素。结论有机大分子构成钝化膜的主要骨架,Si O2和硅酸盐等吸附于立体骨架结构中,形成一层致密的钝化膜,起到抑制锌层阳极反应的作用。     

锌酸盐镀锌层的三价铬溶液钝化

采用电化学方法、扫描电镜和X射线光电子能谱研究了锌酸盐镀锌层的三价铬钝化膜的电化学性能、表面结构与成膜机理。结果表明：锌酸盐镀锌层的三价铬钝化膜表面结构致密、无明显裂纹，具有较好的耐腐蚀性能；这种钝化膜表层与里层的组成不同，表层的组成为Cr2O3-Cr（OH）3-ZnO共混物；里层（离表层10-30nm处）的主要组成为Cr2O3-ZnO-Zn共混物；钝化膜的成膜过程可能包括镀锌层的溶解、碱性薄层的形成、胶状膜的形成和胶状膜转化成钝化膜4个步骤。     

机械镀锌镀层钝化与耐蚀性能研究

    对机械镀锌层分别用三价铬、稀土和六价铬进行了钝化处理,利用盐雾试验和电化学测试对不同钝化膜的耐蚀性与电化学行为进行了比较研究.盐雾试验结果表明,稀土与三价铬钝化处理的效果均已超过传统的六价铬钝化,比六价铬钝化膜的耐蚀性提高了一倍以上;稀土钝化膜的耐蚀性最好,三价铬钝化膜的耐蚀性仅次于稀土钝化膜的.电化学测试表明,三价铬、稀土和六价铬钝化膜都能够不同程度地抑制腐蚀的阴极电极反应,抑制阴极反应程度最大的是稀土钝化膜,其次是三价铬钝化膜,最小的是六价铬钝化膜.三价铬与稀土钝化工艺的环保和良好的防腐效果使其具有良好的应用前景.     

热镀锌钢板钝化工艺对耐蚀性的影响

为提高热镀锌钢板的耐蚀性,对热镀锌钢板铬酸盐钝化工艺进行了研究.采用盐雾试验、钝化膜的微观形貌等手段分析了钝化液浓度及钝化工艺参数(钝化液温度、烘干时间、烘干温度等)对热镀锌钢板铬酸盐钝化膜耐蚀性的影响.结果表明,采用试验确定的钝化工艺处理得到的钝化膜耐蚀性明显提高,对实际生产具有较好的指导意义.