热镀锌钢铈盐/硅烷复合膜的制备及其耐蚀性能

热镀锌钢板上单一的铈盐、硅烷钝化膜有一些缺点,对提高其耐蚀性作用不大。为此,将热镀锌钢板先经铈盐溶液处理,再用乙烯基三甲氧基硅烷溶液浸渍,获得了铈盐/硅烷复合钝化膜。采用扫描电镜(SEM)、俄歇电子能谱(AES)、盐水全浸试验和电化学交流阻抗谱(EIS)研究了复合膜层的表面形貌、结构特性和耐蚀性能。结果表明:硅烷膜能较好地填充铈盐转化膜中的裂纹,铈盐/硅烷复合膜层连续、完整、致密,厚400～450 nm,与基体结合较好,复合膜中硅烷膜/铈盐转化膜/锌基体的化学成分呈连续的梯度变化;与热镀锌钢相比,单一铈盐转化膜、硅烷膜的交流阻抗值增加了1个多数量级,复合膜的则增加了约2个数量级,复合膜层的耐蚀性较单一膜层显著增强,且优于常规铬酸盐钝化膜。     

镀锌钢板硅烷与稀土铈盐、镧盐复合钝化的性能及机理

试验采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(γ-APS)协同稀土铈盐和镧盐钝化镀锌钢板.通过先在试样表面自组装一层γ-APS薄膜,再沉积稀土转化膜制备硅烷稀土复合膜.采用电化学交流阻抗技术(EIS)、盐雾试验检测复合膜的耐腐蚀性,结果表明复合膜的耐腐蚀性和致密性相对于单一硅烷、稀土转化膜大幅度提高,其中硅烷-铈盐复合膜比硅烷-镧盐复合膜耐腐蚀,中性盐雾试验时间达到76 h.原子力显微镜检测结果表明,复合膜相对于单一稀土转化膜平整.EDS检测结果得出,硅烷与稀土化合物发生了协同作用,促进了稀土转化膜在锌表面沉积.初步探讨了复合膜的成膜机理和耐腐蚀机理.     

热镀锌层镧盐转化膜的结构及其耐蚀性能

热镀锌件铬酸盐转化膜耐蚀性优良,但环境污染严重;铈盐转化膜效果差,复合铈盐转化膜耐蚀好,成本高;镧盐转化膜无毒,耐蚀效果比铈盐好.采用以La(NO3)3为主盐的成膜溶液浸泡热镀锌层,获得了La盐转化膜.通过SEM,EDS和电化学测试方法对La盐转化膜层的结构和耐蚀性能进行了研究.结果表明:转化膜随浸泡时间增加而增厚,膜的极化电阻和电化学阻抗也随之增大;膜层中存在均匀分布的微裂纹,且随膜增厚而扩宽;处理时间过长,膜的表层开裂脱落,极化电阻和电化学阻抗下降.浸泡30 min所获La盐转化膜,极化电阻和EIS低频阻抗达20 kΩ·cm2以上,耐蚀性能远高于单一铈盐转化膜,极大地提高了热镀锌件的耐蚀性能.     

6061铝合金表面γ-APS协同稀土镧盐复合膜的性能

单一硅烷转化膜对金属基体的保护不足,稀土处理可对硅烷转化膜进行改性。以硅烷γ-APS协同稀土镧盐处理6061铝合金板材,在硅烷基础溶液中添加不同含量的稀土硝酸镧对6061铝合金进行转化处理,采用电化学方法和硫酸铜点滴方法,研究了硝酸镧含量对铝合金基体表面γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-602)硅烷膜耐蚀性能的影响,通过划格法和模拟大气腐蚀研究复合膜、硅烷膜试样、镧盐钝化膜试样与有机涂层间的结合力。结果表明:在KH-602硅烷基础溶液中添加15 g/L硝酸镧时硅烷镧盐复合膜的耐蚀性和结合力最好;复合膜主要由S,O,Si,Al,La元素组成,其中La元素含量明显高于单一稀土转化膜;与硅烷膜、镧盐转化膜相比,复合膜表现出很好的耐蚀性。     

钢铁表面硅烷锆盐植酸复合转化膜耐腐蚀机理研究

为提高40Cr钢体表面耐腐蚀性能,采用双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物(BTESPT)、硝酸锆和植酸在40Cr钢表面制备了具有优异耐蚀性能的硅烷锆盐复合转化膜,采用正交实验法优选了硅烷锆盐复合转化液成膜的工艺条件。采用硫酸铜滴定实验、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)及电化学测试对复合膜的耐蚀性、形貌、成分、膜层的电位特性进行分析。结果表明：硅烷锆盐复合膜最优工艺为硅烷浓度5%(体积分数),硝酸锆浓度为0.75%(质量分数),溶液pH值为4,反应温度25℃,反应时间50 s;通过硫酸铜点滴试验和电化学测试可以看出掺杂植酸的复合转化膜的耐蚀性比单一硅烷膜和硅烷锆盐膜得到了明显的提升;通过微观形貌观察可以看出,植酸的添加弥补了膜层缺陷,阻碍了腐蚀介质的扩散,增强了膜层的耐腐蚀性。     

硝酸镧掺杂对6061铝合金表面硅烷膜耐蚀性能的影响

为改善铝及铝合金的表面防腐蚀性能,在γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)基础溶液中添加不同含量的硝酸镧,在6061铝合金表面制备不同硝酸镧浓度掺杂的硅烷-镧盐复合膜;采用极化曲线、硫酸铜点滴、腐蚀失重率试验等方法分析膜层性能,并得出了镧盐最佳用量。对比分析了最佳镧盐用量下复合膜、硅烷膜和稀土转化膜的耐蚀性能。结果表明:在KH-560硅烷膜制备过程中添加一定量硝酸镧可有效提高硅烷膜的耐蚀性,添加15 g/L硝酸镧时,形成的复合膜层致密且没有裂纹,耐蚀性最好;与单一的硅烷、镧盐转化膜相比,复合膜表现出很好的耐蚀性。     

6061铝合金表面硅烷-镧盐复合转化膜的耐蚀性能和结合力

目前国内对稀土硝酸镧改性硅烷膜的耐蚀性少见研究报道。采用极化曲线、硫酸铜点滴试验方法,研究了硝酸镧对6061铝合金表面γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH-550)硅烷膜耐蚀性能的影响;通过全浸腐蚀试验进一步研究复合膜、空白试样、硅烷膜试样、镧盐钝化膜试样与有机涂层间的结合力。结果表明:在KH-550硅烷基础溶液中添加一定量硝酸镧可有效提高硅烷膜的耐蚀性和结合力;所得复合膜层均匀、致密。同时初步探讨了复合膜的耐蚀机理。     

稀土转化膜钼酸盐后处理工艺研究

开发出一种耐蚀性优良的铝合金表面富铈稀土转化膜化学成膜工艺,研究了通过钼酸盐溶液处理进一步提高转化膜耐蚀性能的后处理工艺,具体工艺参数为:10g/L钼酸钠,温度50℃,时间30 min;通过电化学测试、中性盐雾试验和EDS能谱分析对转化工艺及后处理工艺进行了表征.结果表明,该工艺能够有效地提高转化膜的耐蚀性能,转化膜耐中性盐雾试验时间可达到500h.这可能是由铈盐在水溶液中的"自封闭"特征和钼酸盐的缓蚀性共同作用所致.     

6061铝合金表面硅烷-镧盐杂化膜制备工艺参数的正交优化

为探索硅烷-稀土盐复合膜的最佳制备工艺,以La(NO_3)_3·6H_2O为成膜物质,H_2O_2为促进剂,在铝合金表面制备硅烷-镧盐杂化膜,以膜层的极化电阻作为评价指标,采用正交试验法对制备工艺进行优选,采用电化学极化曲线和交流阻抗谱分析膜层的耐腐蚀性能,采用扫描电镜观察膜层的形貌,并与单一硅烷膜和镧盐膜的性能进行比较。结果表明:杂化膜的最佳制备工艺中镧盐沉积条件为10 g/L La(NO_3)_3·6H_2O,15 mL/L H_2O_2,成膜温度50℃,成膜时间40 min;镧盐掺杂有效提高了膜层的均匀度与致密度;杂化膜较单一硅烷膜和镧盐膜具有更好的致密性和疏水性,且能明显发挥镧盐膜和硅烷膜的协同作用,可有效降低6061铝合金的腐蚀速率,提高其耐蚀性。     

汽车用镁合金铈盐改性硅烷复合膜的耐蚀性

目前镁合金表面稀土-硅烷化改性多采用复合工艺,简单硅烷化处理研究较为少见。将不同含量的硝酸铈直接添加到KH-550硅烷溶液中,应用简单化学浸渍法在AZ91D压铸镁合金表面制备了铈盐改性硅烷复合膜;通过点滴腐蚀试验、全浸腐蚀试验和电化学交流阻抗谱评价了铈盐改性复合膜的耐蚀性能,利用扫描电子显微镜和椭偏仪分析了铈盐改性复合膜的表面微观形貌和厚度。结果表明:与硅烷膜相比,铈盐改性硅烷复合膜较均匀、致密、平整,厚度明显增加;随着硝酸铈含量的增加,铈盐改性硅烷复合膜的耐蚀性能先上升后下降,当硝酸铈掺杂量达到0.50 g/L时,复合膜的耐蚀性能最佳;随盐水浸泡时间的延长,复合膜的低频阻抗值先增大后减小,表明其具有一定的"自修复"能力。     

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.     

碳钢表面铈盐钝化膜和铈盐-硅烷复合钝化膜的耐蚀性能

碳钢常规铈盐钝化膜的耐蚀性不够理想。以硝酸铈和过氧化氢配制钝化液,通过化学浸泡处理,在Q235碳钢表面制备铈盐钝化膜;通过KH-560硅烷偶联剂对铈盐钝化件进行二次封孔处理,制备了铈盐-硅烷复合钝化膜;对2种钝化膜试样进行了NSS,EIS,SEM和EDS测试。试验结果显示,铈盐钝化膜明显提高了基材的耐蚀性能,但是钝化膜表面存在一些微孔和裂缝,对其耐蚀性能造成不利影响;而硅烷膜能够完整覆盖和填充铈盐钝化膜表面的缝隙和微孔,改善了铈盐钝化膜的耐蚀性能。     

镀锌钢铈盐转化膜硅酸钠封闭后的耐蚀性能

为进一步提高镀锌钢铈盐转化膜的耐蚀性能,采用硅酸钠溶液对其封闭处理,优化封闭条件,并采用扫描电镜(SEM)、能谱、中性盐雾加速腐蚀测试和电化学测试研究了封闭前后试片的形貌、成分及耐蚀性。结果表明:最优封闭条件为10 g/L硅酸钠,pH值11.5,温度35℃,时间5 min;硅酸钠溶液封闭处理后,铈盐转化膜表面裂纹消失,膜层连续完整,耐中性盐雾腐蚀时间从封闭前的24 h提高到72 h,腐蚀电流密度从4.64μA/cm2降低到1.51μA/cm2,耐蚀性大大提高。     

热镀锌钢表面硅烷/硅酸盐复合膜的耐蚀性能研究

为了改善硅烷膜的耐蚀性,将硅烷化热镀锌钢板用硅酸钠溶液封闭后处理,获得了硅烷/硅酸盐复合膜.采用中性盐雾试验(NSS)、湿热试验、盐水全浸试验和电化学交流阻抗谱(EIS)评价了膜层的耐蚀性能.结果表明,与单一硅烷膜相比,复合膜的耐蚀性能明显提高,超过了常规铬酸盐钝化膜.尤其是在5%NaCl溶液中,复合膜的低频阻抗数值随浸泡时间的增加先增大后减小,表明其具有一定的"自修复"能力.     

硫代乙酰胺对镀锌钢表面铈盐转化膜耐蚀改性的影响

为了提高镀锌钢表面铈盐转化膜的耐蚀性能,添加硫代乙酰胺对其进行改性,采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、中性盐雾(NSS)和极化曲线对铈盐转化膜改性前后的形貌结构、成分和耐蚀性能进行分析测试。结果表明:硫代乙酰胺的加入大大增加了铈盐转化膜的反应时间和膜层厚度以及转化膜有效耐蚀成分O,P,Ce的含量,使得试片耐中性盐雾腐蚀时间由改性前的24 h提高到改性后的288 h,铈盐转化膜的耐蚀性显著提高。     

热镀锌钢硅烷-壳聚糖转化膜的制备及其性能

为了提高壳聚糖转化膜的耐蚀性,以硅烷KH563与壳聚糖作为主成膜物质,添加正硅酸四乙酯、纳米二氧化硅和三甲基氯硅烷作辅成膜物质,在镀锌钢表面转化成膜,采用电化学工作站分析转化膜的电化学性能,采用扫描电镜及原子力显微镜观察转化膜形貌,并与单一的硅烷KH563转化膜和壳聚糖转化膜进行性能比较.结果表明:硅烷-壳聚糖转化膜的抗腐蚀性能优于单一转化膜;KH563与壳聚糖复合后,提高了转化膜的表面粗糙度,使其耐腐蚀性和疏水性有所提升.     

6061铝合金硅烷-氟钛酸盐复合膜的最佳制备工艺及耐蚀性

为了增强6061铝合金基体的耐蚀性,以盐雾试验后试样腐蚀面积作为评价指标,采用正交试验优选出以钛盐和H2O2为促进剂的铝合金氟钛酸盐协同硅烷复合膜的最佳制备工艺条件:钛盐5 g/L,氟化钠6 g/L,H2O210 m L/L,pH值为4,常温下浸涂60 min。在该工艺条件下制备出的复合膜具有较好的耐蚀性。通过极化曲线、中性盐雾试验分析比较了硅烷-氟钛酸盐复合膜和单一硅烷膜的耐蚀性能,并通过扫描电镜观察了膜层的表面形貌。结果表明:硅烷-氟钛酸盐复合膜可以降低6061铝合金的腐蚀速率,对铝合金基体有较好的保护作用。     

镁合金V-Ce转化膜的制备及性能

为了提高偏钒酸铵、氟硅酸盐转化液制备的镁合金表面无铬转化膜的耐蚀性能,在该转化液中加入硝酸铈制备了V-Ce复合转化膜。采用单因素试验对转化液中的有效耐蚀成分偏钒酸铵和硝酸铈的浓度和反应条件进行了优化;采用扫描电镜和能谱分析转化膜的形貌和成分,采用中性盐雾试验考察了膜层的耐蚀性能。结果表明:最佳转化膜成膜条件为1.20 g/L偏钒酸铵、0.24 g/L氟硅酸盐、4.00 g/L硝酸铈,pH值为2.0~3.0,50℃,20~30 min;最佳条件获得的转化膜主要由24%V,17%Ce,13%Mg,16%O(质量分数)组成,转化膜中的无定形结构和高含量的耐蚀钒、铈氧化物成分使其耐蚀性能显著提高,转化膜自腐蚀电位较基体正移了141mV,腐蚀电流密度仅为基体的1/26,耐盐雾时间达72 h。     

430不锈钢表面GPTMS硅烷膜的自组装及其缓蚀性能

目前,对不锈钢表面硅烷自组装成膜技术及其腐蚀行为的研究较少.对430不锈钢作2种不同前处理后,将其放入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)自组装液中自组装成膜.采用傅里叶变换红外光谱、极化曲线和扫描电镜研究了2种前处理工艺对自组装GPTMS膜耐蚀性的影响;采用极化曲线研究了自组装时间对自组装GPTMS膜耐蚀性的影响.结果表明:不锈钢经氧化后再用硅酸钠和乙酸处理后,获得的自组装GPTMS膜更致密、具有更优异的抗腐蚀性能;组装时间为12 h时,自组装GPTMS膜抗腐蚀性能最好,此时其缓蚀效率可达82.3％,自腐蚀电位较基体正移了83 mV,自腐蚀电流密度下降了1个数量级.     

铜表面硅烷-稀土掺杂膜的制备及缓蚀性能

运用分子自组装技术在铜片表面组装γ-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTS)与稀土的掺杂膜。用原子力显微镜(AFM)观察了铜表面成膜过程,用金相显微镜观察铜片在0.5mol/L盐酸溶液中腐蚀72h后的表面形貌,运用电化学测量法对其防腐蚀性能进行评价。结果表明,硅烷-稀土掺杂膜对铜的缓蚀效率较单一的硅烷膜有明显提高,稀土浓度及组装时间对掺杂膜抗腐蚀性能有一定影响。经过极化曲线和交流阻抗的测定,确定硅烷-稀土掺杂膜的最佳组装条件为:LaCl3质量浓度为10g/L,组装30min,缓蚀率达93%。