热镀锌层柠檬酸改进型铈盐转化膜的生长机理

将热镀锌钢板浸入含有25 g/L Ce(NO3)3·6H2O、4~6 g/L H2O2(30%)、15~20 g/L H3Cit的处理液中,在70℃下处理10 s~240 min,从而在其表面获得铈盐转化膜。采用中性盐雾试验(NSS)和电化学极化曲线来分析膜层耐蚀性能,确定最佳成膜时间范围。采用扫描电镜(SEM)观察膜层的微观形貌,利用能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱仪(XPS)、红外吸收光谱仪(IR)分析膜层的化学组成。结果表明:处理时间为10 min左右的铈盐转化膜耐腐蚀性能最优,最佳工艺条件下得到的铈盐转化膜的耐蚀性能与铬酸盐转化膜的相当;随着处理时间的延长,膜的厚度增加,膜层的裂纹变宽;处理时间超过10 min后膜层逐步产生脱落,耐腐蚀性能也随之降低;转化膜的生长过程中,前期以柠檬酸铈吸附膜的沉积为主,后期以Ce(OH)3/Ce2O3及Ce(OH)4/CeO2的沉积占主导。     

6061铝合金氟钛酸盐转化膜耐蚀性能的改性研究

采用单因素试验研究了氟硅酸铵、络合剂及缓蚀剂对6061铝合金表面氟钛酸盐转化膜耐蚀性能的影响。结果表明,最佳的转化液成分及转化条件为:氟化钠3g/L,氟硅,酸铵4g/L,六偏磷酸钠1.0g/L,钛盐1.5g/L,H2O21.5ml/L,常温下转化处理10min,处理液pH 5.0。采用SEM,EDS和极化曲线方法测试了改性后转化膜的形貌及耐蚀性。结果表明,改性后的氟钛酸盐转化膜由连续而致密的晶体颗粒组成;氟钛酸盐转化膜使6061铝合金的自腐蚀电位增加了77mV,转化膜的腐蚀电流密度降低了约80%;6061铝合金的耐蚀性能明显得到提高。     

3A21型铝合金高效复合型表面处理液的工艺研究

目的研制一种高效、复合水基型铝合金表面处理液。方法以几种表面活性剂、混合酸为主要原料,以铝合金表面的油污去除率和Al2O3膜的去除能力作为性能评价的定量因子。通过正交试验确定了表面处理液的组分,同时对表面处理液的综合性能进行测试。结果表面处理剂的最佳配方为脂肪醇聚氧乙烯醚4.8 g/L(AEO-7 4.0 g/L,AEO-9 0.8 g/L)、烷基醇聚氧乙烯醚(OP-10)1.0 g/L、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)0.6 g/L、硫酸(H2SO4)4.0 g/L、磷酸(H3PO4)6.0 g/L,采用浸泡处理20~30 min。实验结果表明该表面处理液具有较强的稳定性,同时具有优良的去油污和去Al2O3膜的能力。结论该型表面处理剂的组分廉价易得,且工业处理过程中对设备没有其他特殊的要求,因此该型表面处理液可以广泛的用于3A21型铝合金材料的预处理,在工业上具有较大的运用潜力。     

镁合金表面稀土铈盐转化膜的制备与耐蚀性能

目的在镁合金表面制备稀土铈盐转化膜,以改善镁合金的耐蚀性能。方法利用化学转化技术在镁合金表面制备出稀土铈盐转化膜,进而采用SEM、EDAX及电化学测试技术等系统研究铈盐浓度、添加剂含量、转化时间和转化温度对转化膜形貌、成分和耐蚀性能的影响。结果稀土铈盐转化膜呈金黄色,由Mg、Ce和O组成,表面存在网状裂纹。转化膜的耐蚀性随铈盐浓度、添加剂含量、转化温度、转化时间的增加呈现先增加后降低的变化规律。结论稀土铈盐转化膜由Mg和Ce的氢氧化物和氧化物组成。铈盐转化膜的最佳工艺条件为:Ce(NO3)3质量浓度10~15 g/L,H2O2添加含量25~50 m L/L,转化温度40℃,转化时间30 min。经稀土铈盐转化处理后,镁合金的耐蚀性能得到了明显的改善。     

6063 铝合金表面 Ce-Mn / Mo 复合转化膜的制备及性能

目的进一步改善6063铝合金表面Ce-Mn转化膜的综合性能。方法采用以Ce(NO3)3和KMn O4为主盐的转化液,在6063铝合金表面制备出Ce-Mn转化膜,再利用钼酸钠溶液进行后处理,优化处理工艺,获得Ce-Mn/Mo复合转化膜。对后处理前后的转化膜形貌、成分及电化学性能进行对比,并通过空气中放置、磨损测试的方法对比它们的耐候性和耐磨性。结果较优的成膜工艺为:18 g/L Na2Mo O4,1.5 g/L十二烷基苯磺酸钠,成膜时间18 min,成膜温度45℃。经后处理后,膜层颜色由金黄色转变为棕黑色,组织致密,主要由Ce,Mn,Mo,O和Al等元素组成,厚度提高至约7μm,腐蚀电流密度降低了约85%。结论与Ce-Mn膜层相比,Ce-Mn/Mo复合转化膜具有更优异的耐蚀性、耐候性和耐磨性。     

电解液组分对AZ91D镁合金微弧氧化膜层耐蚀性的影响

在含有Na2SiO3、NaAlO2、Na2B4O7、NaOH、C3H8O3及C6H5Na3O7的硅铝复合电解液中,采用恒电流方式对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理。利用扫描电镜、膜层测厚仪、全浸泡试验和极化曲线等方法研究了陶瓷膜层的形貌特征、厚度以及耐蚀性能。结果表明,随着Na2SiO3、NaAlO2、Na2B4O7、NaOH、C3H8O3及C6H5Na3O7含量的增加,微弧氧化陶瓷膜层的耐蚀性基本均呈现出先提高后降低的变化趋势;经正交试验优化后,当电解液中Na2SiO3、NaAlO2、Na2B4O7、NaOH、C3H8O3和C6H5Na3O7的含量分别为15g/L、9g/L、2g/L、3g/L、5mL/L及7g/L时,膜层耐蚀性最好。经过微弧氧化处理后试样的腐蚀电流密度较镁合金基体降低了近2个多数量级,自腐蚀电位提高了近73mV,镁合金的耐蚀性能得到了显著提高。     

GW93镁合金表面锡酸盐化学转化膜工艺研究

以锡酸钠为转化液主要成分对Mg-8.8Gd-3.1Y-0.6Zn-0.5Zr(GW93)镁合金进行无铬化学转化表面处理,通过全浸法评价转化膜在pH为中性的3.5%NaCl(质量分数)溶液中的腐蚀性能,利用光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析转化膜的微观形貌和相组成。结果表明,适用于GW93镁合金的锡酸盐转化膜的最佳工艺条件为:锡酸钠50 g/L,焦磷酸钠50 g/L,乙酸钠15 g/L,氢氧化钠5 g/L,柠檬酸3 g/L,碳酸钠20 g/L,转化温度80℃,转化时间15 min。转化膜主要组成为MgSnO3·3H2O。该工艺下形成的膜层为细小的、近球状颗粒堆积而成,表面均匀平整。腐蚀性能评价结果表明,未经锡酸盐化学转化的镁合金的平均腐蚀速率为6.1083 g·a-1·cm-2,经最佳化学转化成膜工艺处理后,该镁合金的平均腐蚀速率为0.1264 g·a-1·cm-2。抗腐蚀性能被提高了97.9%,说明该锡酸盐化学转化膜层可以有效地提高镁合金的耐腐蚀性能。     

热镀锌钢表面铈盐与硅烷处理后的耐蚀性能

将热镀锌(HDG)钢板经20g/L的Ce(NO3)3·6H2O溶液处理后浸涂5%(体积比)硅烷,研究膜层的耐蚀性能。5%NaCl溶液中的电化学极化曲线测试结果和中性盐雾试验(NSS)结果表明,单独的铈盐处理或浸涂硅烷膜都能够提高热镀锌层的耐蚀性,而经过该铈盐处理后再浸涂硅烷形成双层膜后能够明显地抑制腐蚀过程中的阴极和阳极反应,极化电阻Rp较HDG试样增加40多倍,也是单一膜层处理试样的5~9倍,膜层的耐蚀性能明显提高。俄歇电子谱(AES)分析表明,热镀锌试样经过两步处理后,在表面形成了双层膜,外层是富含C、Si、O的均匀硅烷膜层,里层是富含Ce的稀土转化膜层。     

铝合金表面锡盐转化膜的制备及其耐蚀性

以硫酸亚锡为主盐,通过化学转化法在铝合金表面形成耐蚀性良好的无铬化学转化膜。考察了锡盐浓度、成膜氧化剂浓度、成膜促进剂的质量浓度、反应温度及反应时间对膜层耐蚀性的影响,并对转化膜的耐蚀性能进行了电化学测试。在pH值为2～3时,确定了无铬化学转化液膜的最佳制备条件:SnSO40.15 g/L、KMnO41.5 g/L、NaF 2 g/L,反应温度30℃,反应时间1.5 min;该转化膜制备工艺简便、成膜速度快,膜的耐蚀性能好。     

带锈青铜表面超疏水薄膜的制备及防腐性能研究

目的 研究带Cu2O锈青铜表面超疏水薄膜的制备工艺及其防腐性能。方法 采用直接浸泡法，在带氧化亚铜锈层青铜试片表面制备了超疏水薄膜，通过单因素实验分别考察了正十二硫醇-十四酸混合溶液配比以及浸泡时间对超疏水膜层构建及耐蚀性能的影响，并采用接触角测试、电化学方法及表面分析手段对膜层性质、结构及稳定性进行了评价。结果 正十二硫醇和十四酸的疏水长链成功组装到带Cu2O锈青铜表面。混合溶液含5.0 nmol/L的正十二硫醇和1.0 nmol/L的十四酸，浸泡时间为1 h，是超疏水薄膜的最佳制备条件，此时表面接触角为157.2°，缓蚀效率高达97.21%。同时，电化学阻抗谱结果显示，电荷转移电阻相较于超疏水处理前增大了2个数量级，表明该膜层具有良好的耐蚀性能。该膜层在大气模拟液中浸泡30 d后，缓蚀效率仍有96.56%，说明其稳定性优异。结论 带Cu2O锈青铜表面构建的超疏水薄膜能够有效提高其耐腐蚀性和疏水性。     

模拟酸雨大气环境镀锌钢的室内加速腐蚀行为和机理

目的 采用室内加速试验方法研究热浸镀锌钢在模拟酸雨大气环境中的腐蚀行为和机理。方法 主要采用失重法对试样的腐蚀动力学进行研究,采用EDS、XRD和XPS对试样进行腐蚀产物成分分析,通过SEM和共聚焦显微镜观测试样表面形貌,采用EIS对试样表面涂层的保护性能进行检测。结果 在模拟酸雨大气环境中,厚度损失与时间呈幂函数关系,腐蚀大致是一个减速过程但在104 d后加速,在120 d后试样表面出现红锈和密集、深而窄的点蚀坑。主要腐蚀产物有ZnO、Zn4SO4(OH)6及可溶性产物ZnSO4.xH2O和Na2ZnSO4.4H2O,并且由截面形貌可知,镀层在酸雨环境中易被破坏。结论 在模拟酸雨大气环境中,热浸镀锌本身的耐蚀性很快失效,腐蚀速度加快直至生成的腐蚀产物在缺陷处形成较为完整的产物膜,对镀层的腐蚀具有一定抑制作用。但是酸雨环境中腐蚀产物膜较薄,易被破坏,这种溶解会使镀层失去保护,进一步腐蚀。     

Ra 及 Rpc 对无铬耐指纹热镀锌板表面性能的影响

目的研究热镀锌板表面平均粗糙度Ra和峰值数Rpc对无铬耐指纹热镀锌板表面耐指纹性、耐腐蚀性和涂装性的影响。方法将Ra=0.6~1.1μm和Rpc=55~100的热镀锌板制成耐指纹板,采用X射线光电子能谱仪分析其组成,采用分光光度仪分析其耐指纹性,采用硫酸铜混合溶液滴定和盐雾试验方法检测其耐腐蚀性,采用涂漆和冲击实验检测其涂装性。结果耐指纹膜和锌层表面形成Si—O—Zn金属键,耐指纹膜除了物理结合,还通过化学键合的方式与锌层表面结合。在充分交联固化和化学键合的情况下,无铬耐指纹热镀锌板耐指纹性不受热镀锌板Ra和Rpc的影响;热镀锌板Ra值越低,耐腐蚀性越好;耐指纹膜单位质量为1.1 g/m2,Ra≤1.1μm时,耐指纹板72 h盐雾试验白锈面积不大于5%;热镀锌板Rpc值越高,无铬耐指纹热镀锌板涂装性越好,Rpc≥80时,耐指纹热镀锌板涂漆冲压后,漆膜完好。结论 Ra和Rpc对热镀锌板耐指纹性影响不大,对耐磨蚀性和涂装性影响显著。     

镁合金微弧氧化层上低温化学镀镍研究

研究了在镁合金微弧氧化陶瓷层上进行低温化学镀镍的工艺,并对镀层的成分、结构和耐蚀耐磨性能进行了分析。实验确定,在40℃左右对陶瓷层进行有效化学镀镍的镀液配方为:NiSO4.6H2O 40g/L,NaH2PO2.H2O 40g/L,(CH2CH2OH)310mL/L,C6H8O7.H2O 7.5g/L,NH4HF 20g/L,用NH3.H2O调节pH值保持在9.5左右。采用上述镀液在40℃施镀,得到的镀镍层为低磷微晶结构,与陶瓷层结合紧密且对陶瓷层有封孔作用,耐蚀和耐磨性能良好。     

Process Optimization for Cerium Oxide Based Conversion Coating of AZ91D Magnesium Alloy at Room Temperature

The Ce2SO4/H2O2 containing solution is used to prepare a chrome-free cerium oxide based chemical conversion coating on AZ91D magnesium alloy at room temperature,and an orthogonal experiment was carried out to optimize the treating process.The effect of preparing parameters on the coating growth and the corrosion resistance were studied.It was found that H2O2 is the dominant influence factor on the coating weight gain in the orthogonal experiment,with Ce(SO4)2 coming next and immersion time having the least impact,while the most dominant influence factor on the corrosion resistance is Ce(SO4)2,with H2O2 coming next and immersion time having the least impact.The coating has the best corrosion resistance,treated in the solution of 10 g/l Ce(SO4)2 and 12 ml/l H2O2 for 4 min.SEM was adopted to study the micro-morphology of the conversion coating on magnesium alloy surface The prolonged immersion time duration or the increased concentration of Ce(SO4)2 and H2O2 will increase the coating thickness,but tiny cracks appears resulted from the fast coating deposition.     

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。     

热镀锌层在模拟沿海工业大气环境中的腐蚀行为

通过无浸润式干湿交替循环加速腐蚀试验模拟热镀锌层在沿海工业大气环境中的腐蚀过程. 采用腐蚀失重和动态极化曲线,结合扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射(XRD)和极化曲线分别对腐蚀24,48,96,192,336和672 h的热浸镀锌钢试样进行测试分析. 结果表明,镀锌层的腐蚀动力学变化规律符合经验公式D=Btn,腐蚀速率随时间延长先减小后增大. 腐蚀产物在96 h前均匀致密,腐蚀过程受阴极扩散过程控制,96 h后腐蚀过程受阳极过程控制. 含Cl元素的腐蚀产物NaZn4SO4Cl(OH)6·6H2O和Zn12(OH)15Cl3(SO4)3·5H2O对镀锌层的保护作用比初期产物Zn5(CO3)2(OH)6等保护作用差.     

热浸镀Zn-Al-Mg镀层在模拟湿热海洋大气环境中的腐蚀行为研究

目的 为详细研究热浸镀Zn-Al-Mg镀层在模拟湿热海洋大气下的腐蚀行为及作用机理,同时为热浸镀Zn-Al-Mg镀层在湿热海洋大气环境中服役提供数据参考。方法 采用腐蚀失重、XRD、SEM、电化学等测试方法对热浸镀Zn-Al-Mg镀层在模拟湿热海洋大气环境下的腐蚀行为进行研究。结果 腐蚀产物主要由Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O组成,腐蚀一段时间后,发现少量ZnO、Zn₅(OH)₆CO₃,腐蚀产物具有与锌腐蚀类似的层状结构,1 848 h呈“三明治”型,相比于上下两层暗色物质,中层亮色腐蚀产物富集更多的Cl元素。热浸镀Zn-Al-Mg镀层腐蚀速率大体随时间延长呈上升趋势,只在672～840 h腐蚀速率下降,对比镀锌在模拟环境和锌在湿热大气环境中的腐蚀,热浸镀Zn-Al-Mg镀层在模拟湿热海洋大气中表现出较好的耐蚀性。结论热浸镀Zn-Al-Mg镀层在模拟湿热海洋大气下腐蚀产物演变与腐蚀过程中Mg的参与有关。腐蚀672～840h阶段腐蚀速率...     

镀液组分对高Sn含量Ni-Sn-P镀层组织和镀速的影响

为获得耐蚀性较好的NiSnP镀层及其最佳镀液配方,利用正交试验方法设计了9种不同的镀液组分,利用化学镀技术在L245低碳钢上镀制了高Sn含量的NiSnP三元镀层。采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对镀层的成分、结构以及镀速进行分析,并采用盐雾腐蚀实验评价镀层的耐蚀效果。结果表明： 高Sn含量的NiSnP镀层组织以非晶态结构为主,表面形态为典型的胞状结构。当乳酸和硫酸镍为较低浓度,氯化锡和柠檬酸钠为高浓度时,NiSnP镀层的形核率较高,镀层表面形貌较好。镀液中柠檬酸钠和硫酸镍对镀层的沉积过程有利,浓度越大,镀层沉积越快,而乳酸对镀层的沉积不利。35 g/L硫酸镍、35 g/L氯化锡、25 g/L柠檬酸钠和40 mL/L乳酸为最佳镀液组分,在该条件下获得的NiSnP镀层耐蚀效果最好。     

输电塔塔腿镀锌层电化学腐蚀性能研究

目的利用冷镀锌层进行输电塔塔腿防护和损伤修复。方法采用电化学腐蚀试验,并结合扫描电子显微镜等试验手段,研究输电塔塔腿镀锌层的耐腐蚀性能。结果在Na Cl和NaHSO_3溶液中进行电化学腐蚀时,镀锌层的腐蚀速率随着溶液pH的增大而下降,腐蚀电流密度减小,耐腐蚀性能逐渐变好。在pH为4的酸性溶液中,锌层表面凹凸不平,腐蚀产物主要是ZnSO_4。在中性和碱性溶液中,锌层溶解减弱,腐蚀后锌层表面较为平整,腐蚀产物呈针状或片状,腐蚀产物为ZnSO_4和Zn_5(OH)_8C_(12)·H_2O。结论在NaCl和NaHSO_3酸性溶液中,镀锌层腐蚀电位较低,腐蚀速度较快,镀锌层发生晶界腐蚀而使表面凹凸不平。随着pH值的增大,镀锌层腐蚀速度快速降低,在pH值为10的碱性溶液中,镀锌层腐蚀速度显著降低,耐腐蚀性能增强。