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。     

钢铁表面锆盐-植酸复合转化膜的制备及性能

目前,将植酸与锆盐复合转化膜用于钢铁表面防护的研究较少。采用氟锆酸钾和植酸在A3钢表面制备了具有良好耐蚀性能的灰色锆盐-植酸复合转化膜,确定了转化液的组成及成膜工艺条件。采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、电化学测试及中性盐雾试验(NSS)对复合膜的形貌、成分、成膜过程电位特性及耐蚀性进行分析。结果表明:锆盐-植酸复合转化最优工艺为10 g/L氟锆酸钾,1.0 m L/L植酸,p H值3.8~4.0,反应温度60℃,反应时间1.5 h;钢铁经最优工艺处理所得复合膜的自腐蚀电位比未加植酸所得锆盐膜的正移了48 m V,自腐蚀电流密度下降约10%,低频区电化学阻抗值提高了近2倍,耐中性盐雾时间增加24.0 h,钢铁的耐腐蚀性能显著提高。     

冷轧钢表面硅锆复合膜的制备及其耐腐蚀性能

纯硅烷膜耐腐蚀性能不理想,经掺杂改性处理后可得到改善。以硝酸锆掺杂1,2-双(三甲氧基硅基)乙烷(BTMSE),在冷轧钢基体表面制备了无机/有机复合硅烷膜。采用电化学技术及硫酸铜点滴试验对比考察了复合硅烷膜与纯硅烷膜的耐腐蚀性能。结果表明:相比于纯硅烷膜,锆盐掺杂硅烷复合膜的腐蚀电位、极化电阻明显增大,腐蚀电流密度明显降低,耐腐蚀性能提高;硝酸锆在金属表面形成了含有ZrO2+的夹杂化合物层,起到物理阻隔作用,进而提高了硅烷膜的耐腐蚀性能。     

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。     

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。     

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。     

多羟基钛-锆化合物复合有机硅烷转化膜的制备与应用

有机-无机复合钝化具有许多优点,目前对无机材料的选择比较慎重,而钛-锆混合金属盐在镀锡板钝化上的使用相对较少。以氟钛酸和氟锆酸为前驱体制备的多羟基钛-锆化合物作为无机组分,再添加硅烷偶联剂-乙烯基三乙氧基硅烷(KH151),制得多羟基钛-锆化合物复合有机硅烷转化膜。通过电化学、附着力、抗硫性测试以及中性盐雾试验和扫描电子显微镜(SEM)等对比了空白镀锡板、有机-无机复合转化镀锡板和市售有铬镀锡板三者的性能。结果表明:多羟基钛-锆化合物复合有机硅烷转化镀锡板的性能相对于市售有铬镀锡板和空白板性能明显改善,耐蚀性明显增强,抗硫性测试几乎无硫斑产生,其表面更加致密,因而该新型转化镀锡板在实际应用中有很大的前景。     

植酸盐化学转化膜的制备及耐蚀性

为了解决现有植酸盐转化膜耐水洗性差的问题,利用植酸的反应活性及酸催化活性,使之与三乙醇胺进行酯化反应,将所得产物与促进剂、配位剂等进行复配,采用正交法优化转化液配比和转化工艺参数,在A3钢表面制备了可水洗的植酸盐转化膜。利用扫描电镜观察其微观形貌,通过电化学测试技术考察其耐蚀性。结果表明:所得植酸盐转化膜光滑平整,晶粒呈麦粒状紧密排列,具有较好的耐蚀性。     

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.     

热浸锌层植酸/硅烷复合钝化膜及其耐蚀性能

为了研制热浸锌层表面高耐蚀、绿色环保的无铬钝化工艺,对热浸锌板进行植酸钝化、硅烷钝化和植酸/硅烷两步复合钝化。采用正交试验和单因素试验对复合钝化工艺进行了优化;采用Tafel曲线、盐雾试验及硫酸铜点滴试验分析复合钝化膜的耐蚀性能,利用场发射扫描电镜(FESEM)观察了钝化膜的表面形貌,通过EDS分析钝化膜的成分,并提出复合钝化膜的结构模型。结果表明:植酸膜与硅烷膜通过"交联-协同作用"在热浸锌表面形成一层致密的保护膜层,较单一钝化膜更致密,耐蚀性能与三价铬钝化膜相当;经植酸/硅烷复合钝化处理后,锌表面生成的钝化膜层阻碍O_2和电子在锌表面和溶液之间的转移和传递,改变了界面反应历程,从而提高了阴极极化,改善了复合钝化膜的耐腐蚀性能。     

植酸/硅烷复合钝化镀锌层的耐蚀性能

为了提高镀锌钢的耐蚀性,先用植酸进行钝化,再用硅烷进行钝化,形成复合钝化膜。通过硫酸铜点滴、碱浸失重和EIS阻抗法研究了复合钝化膜的耐蚀性及其耐蚀机理;通过红外光谱及SEM分析了复合钝化膜的形貌及结构。结果表明:复合钝化膜有更好的耐蚀性,碱浸失重速率低于单一钝化膜,自腐蚀电流密度下降2个数量级,达到3.142×10-8A/cm2;复合钝化膜结构紧密,抑制了电子与Zn2+在金属界面与腐蚀介质间的扩散和转移,阻碍了电化学腐蚀中的阴极还原反应,降低了镀锌层的腐蚀速率。     

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。     

硅烷-铈盐复合膜的制备及其耐蚀性能

将自组装膜和稀土转化膜结合可以强化各自的优点,制成的复合膜的耐蚀性能得到极大提高,目前此类研究还不系统。在铜片表面先自组装硅烷膜,再铈盐转化成膜,以复合膜耐蚀性为评价指标,对自组装时间、铈盐转化时间进行优化,对优化条件制成的复合膜的耐蚀性进行研究,与单一的硅烷自组装膜、铈盐转化膜进行比较,并对硅烷-铈盐复合膜的成膜、耐蚀机理进行了探讨。结果表明:硅烷自组装膜与铈盐转化膜的最佳成膜时间分别为10.0 min和1.0 min,硅烷-铈盐复合膜对铜的防腐蚀性能比2种单一膜的有明显提高。     

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.     

热镀锌层磷化膜硝酸铈封闭后处理的研究

为进一步增强磷化膜的耐蚀性,将磷化热镀锌钢板用硝酸铈溶液进行封闭后处理,并采用扫描电镜(SEM)和X射线能谱(EDAX)对所得复合膜层的组织形貌和化学成分进行了分析.结果表明,经硝酸铈溶液封闭处理后,磷化膜的孔隙被封闭,在锌层表面形成了由磷化膜和铈盐转化膜构成的连续完整的复合膜.其耐蚀性显著优于单磷化膜,其中热镀锌钢磷化300 s再在硝酸铈溶液中封闭处理300 s后所获得的复合膜耐蚀性最佳,并优于常规铬酸盐钝化膜.     

40Cr钢表面硅烷膜的制备及其耐腐蚀性能

目前金属表面硅烷化工艺较少涉及钢材。为更好地理解硅烷膜的耐腐蚀机理,并进一步提高钢材的耐蚀性,采用双-[3-(三乙氧基)硅丙基]四硫化物硅烷(BTESPT)在40Cr钢表面制备硅烷膜。采用正交试验优选出最佳硅烷水解及成膜工艺、参数。采用扫描电镜、能谱仪分析了硅烷膜的形貌及成分。采用中性盐雾试验、硫酸铜滴定法、浸泡失重及电化学方法研究了硅烷膜的耐腐蚀性能及耐蚀机理。结果表明:最佳硅烷水解与成膜工艺为无水乙醇与去离子水的体积比(V_r)76∶18,p H值4.5,BTESPT用量5 m L,水解温度25℃,水解时间72 h;硅烷液浸泡时间120 s,固化温度130℃,固化时间30 min;以最佳水解成膜工艺制得的硅烷膜表面致密光滑,能大幅度提高40Cr钢的耐腐蚀性;硅烷膜主要以阻碍阳极活性区溶解来提高40Cr钢板的耐腐蚀性。     

EP/Al_2O_3叠层复合膜的微弧氧化-液料喷涂制备及其耐蚀性

铝合金微弧氧化膜表面封闭可有效改善其耐蚀性及表面粗糙度,目前采用涂料溶液封闭浸泡方式的研究不多。采用微弧氧化-液料喷涂方法在6061铝合金表面制备了环氧树脂(EP)/氧化铝(Al_2O_3)叠层复合膜,着重探讨了液态封闭料中EP浓度对复合膜耐蚀性的影响。通过接触角测试表征了EP液料在Al_2O_3多孔层表面的润湿性,并借助涡流测厚仪、光学显微镜、电化学工作站及盐雾试验研究了复合膜的厚度、表面形貌及耐蚀性。结果表明:当EP浓度为20%(体积分数)时,EP液料在Al_2O_3多孔层表面具有良好润湿性,接触角约为22.7°;制备出的EP/Al_2O_3叠层复合膜的厚度约为15.1μm,其腐蚀电流密度低至1.303 nA/cm~2,腐蚀电位可达-693.3 mV,且经过144 h盐雾试验后未出现腐蚀。     

植酸封闭对钢铁表面氟铁酸钾转化膜耐蚀性的影响

为了提高氟铁酸盐转化膜的耐蚀性,采用植酸对A3钢表面氟铁酸盐转化膜进行了封闭处理,优化了植酸封闭的最佳浓度及工艺条件,并采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、中性盐雾试验和极化曲线对封闭前后转化膜的形貌、结构、成分以及耐盐雾性能进行了分析.结果表明,经过植酸封闭处理后,氟铁酸盐转化膜表面生成了植酸铁,使A3钢的耐中性盐雾时间从封闭前的16h增加至封闭后的90 h,耐蚀性有了显著提升.     

冷轧钢表面锆盐复合硅烷涂层的性能及结构研究

采用溶胶-凝胶法,以氟锆酸钠与1,2-双(三甲氧基硅基)乙烷(BTMSE)为前驱体,在冷轧钢基体上制备无机/有机复合硅烷涂层。采用电化学技术(Tafel曲线与阳极极化曲线)及硫酸铜点滴实验对比考察复合硅烷涂层与纯硅烷涂层防腐性能。使用SEM,FTIR,XPS等测试方法考察其腐蚀前后表面形貌、官能团组成、元素价键结构等性质。结果表明:相比于纯硅烷涂层,复合涂层的腐蚀电流密度明显降低,极化电阻明显增大,腐蚀前后微观形貌基本不变。通过XPS对价键进行分析,认为在金属表面形成了Si-O-Zr键。对锆盐在金属表面成键及防腐机理进行探讨,并提出了新的结构模型。     

冷轧钢表面锆盐复合硅烷涂层的性能及结构研究EI北大核心CSCD

采用溶胶-凝胶法,以氟锆酸钠与1,2-双(三甲氧基硅基)乙烷(BTMSE)为前驱体,在冷轧钢基体上制备无机/有机复合硅烷涂层。采用电化学技术(Tafel曲线与阳极极化曲线)及硫酸铜点滴实验对比考察复合硅烷涂层与纯硅烷涂层防腐性能。使用SEM,FTIR,XPS等测试方法考察其腐蚀前后表面形貌、官能团组成、元素价键结构等性质。结果表明:相比于纯硅烷涂层,复合涂层的腐蚀电流密度明显降低,极化电阻明显增大,腐蚀前后微观形貌基本不变。通过XPS对价键进行分析,认为在金属表面形成了Si-O-Zr键。对锆盐在金属表面成键及防腐机理进行探讨,并提出了新的结构模型。