水基硅烷化溶液中铝表面硅烷–铈盐杂化膜的制备及表征

通过依次浸入水基硅烷化溶液及铈盐处理液,在铝金属表面制备了硅烷–铈盐杂化膜,并通过电化学阻抗谱(EIS)及动电位扫描极化曲线分析了杂化膜的耐蚀性能,通过盐水浸泡试验研究了杂化膜的耐久性,采用扫描电子显微镜和X射线能谱仪(SEM/EDS)表征了杂化膜的微观形貌及元素组成。结果表明,硅烷–铈盐杂化膜具有较单一硅烷膜和铈盐转化膜更好的致密度及疏水性,且杂化膜对铝的阴、阳极反应均起到了明显的抑制作用。相对于空白样,硅烷–铈盐杂化膜的腐蚀电流密度降低了约2个数量级,有效地提高了铝的耐腐蚀性能。铈盐掺杂后使膜层具有了一定的"自修复"能力,能够为金属基体提供与铬酸盐钝化膜相当的长效防腐作用。硅烷–铈盐杂化膜同时具有铈盐转化膜与硅烷膜的形貌特征,硅烷化预处理增加了铝表面的活性和粗糙度,对后续杂化膜的形成起到显著的促进作用。     

金属锆醇盐对钛合金表面溶胶-凝胶转化膜结构及漆层结合力的影响

采用有机硅烷和金属锆醇盐为主成分、无水乙醇为溶剂，在TC4钛合金表面制备了溶胶-凝胶转化膜。采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、辉光放电质谱(GDMS)、X射线光电子能谱(XPS)等技术分析了金属锆醇盐含量对转化膜表面微观形貌和成分，以及纵深方向元素分布和氧元素价态的影响。通过电化学阻抗谱(EIS)分析了转化膜的电化学特性和结构特点。最后通过长时间湿热试验研究了金属锆醇盐含量对后续有机漆层结合力的影响。结果表明，制备的溶胶-凝胶转化膜分成有机层和无机层两部分，其中无机层主要是由Ti─O─Zr/Si共价键结构组成，有机层主要由硅烷的有机碳链交联形成。当金属锆醇盐含量为2 000 mg/kg时，转化膜具有最佳的结构完整性，能够保证钛合金表面有机底漆优异的结合力和耐久性。     

铝合金上锂盐转化膜的耐蚀性能

通过电化学测试和浸泡实验研究了铝及其合金上的锂盐转化膜、铬酸盐转化膜及自然氧化膜在氯化钠溶液中的耐蚀性能。结果表明：锂盐转化膜的耐蚀性能优于自然氧化膜的,而与铬酸盐转化膜的相当。     

冰箱冰柜蒸发器用铝管的硅烷钝化研究

以烯烃酰氧-烷氧基硅烷(MS)为主要成膜剂对冰箱、冰柜蒸发器用铝管进行钝化研究。通过正交实验得到硅烷钝化的最优配方为:MS 50 mL/L,十二烷基磷酸酯5 g/L,乙醇60 mL/L,无机添加剂A 1 g/L,pH值2.0。采用硫酸铜点滴实验、碱浸失重实验和铜盐加速乙酸盐雾实验对所得硅烷膜的耐蚀性进行测定。结果表明:硅烷膜的存在明显提高了铝管的耐蚀性能,耐蚀效果超过了常规的铬酸盐钝化膜。电化学Tafel极化曲线和交流阻抗谱(EIS)的测试表明:硅烷膜的存在使铝的自腐蚀电位明显正移,自腐蚀电流密度显著降低,阻抗值明显增大,从而有效地降低了铝管的腐蚀速率。金相显微镜和原子力显微镜(AFM)对硅烷膜表面形貌测定表明:硅烷膜层主要由大量无定型的固体微粒沉积而成,膜层表面极其致密、均匀和平整,能够在铝管表面起到耐蚀作用。     

LY12铝合金表面硅烷杂化膜的电化学性能研究

以γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)和甲基三乙氧基硅烷(MTES)为前驱体,制备了正硅酸乙酯(TEOS)改性溶胶,并在LY12铝合金表面制得了2种有机硅烷杂化薄膜.对裸铝合金、钝化膜和硅烷杂化膜合金电极进行了动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)测试,评价了各化学转化膜的防腐蚀性能.结果表明:有机硅烷杂化膜可有效提高铝合金的耐蚀性,其耐蚀效果与传统铝合金表面钝化膜相当,其中GPTMS/TEOS膜的性能更优于钝化膜.     

钢板表面硅烷膜和磷化膜的制备及耐蚀性能研究

采用硫酸铜点滴和盐水浸泡试验,应用极化曲线和交流阻抗测试等方法对比研究了经硅烷化处理和磷化处理后A3钢的耐蚀性能。结果表明,经硅烷化处理后试片的耐蚀性能明显优于磷化膜。金属材料表面硅烷化处理方法有望替代污染严重的传统磷化工艺。     

铝管表面硅烷有机缓蚀剂复合钝化研究

用浸渍法在50℃制备了硅烷有机缓蚀剂复合膜,并添加尿素对钝化膜耐蚀性进行改善。采用析氢实验、盐雾试验和电化学测试对铝管表面两种复合膜耐蚀性能进行对比。盐雾试验结果表明,复合膜具有较好的耐蚀性,添加少量尿素后的复合膜耐蚀性显著提高。Tafel极化曲线和交流阻抗测试结果表明,与空白相比,复合膜自腐蚀电流降低了两个数量级,阻抗值提高了近5倍。添加尿素后,复合膜自腐蚀电流降低三个数量级,阻抗值提高了7倍。SEM图显示添加尿素的复合膜较均匀致密,能谱图显示膜层主要由Al,C,O,Si,P和少量N组成,并初步探讨了耐蚀性机理。     

铈盐和硅烷改性阳极氧化LY12铝合金的耐蚀性能

采用硫酸阳极氧化法在LY12铝合金表面制备了阳极氧化膜,然后以γ–环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)/正硅酸乙酯(TEOS)杂化溶胶封闭,并在封闭过程中引入Ce3+作为缓蚀剂。对吸附Ce3+的铝合金阳极氧化膜进行了X射线光电子能谱(XPS)分析。通过极化曲线与电化学阻抗谱(EIS)研究了铈盐和硅烷杂化溶胶改性的阳极氧化铝合金电极在25°C、3.5%(质量分数)NaCl溶液中的耐蚀长效性。结果表明,硅烷杂化溶胶封闭方法极大提高了阳极氧化膜的耐长期腐蚀性能。Ce3+在硅烷杂化溶胶封闭的阳极氧化膜体系中的引入方式不同导致其耐蚀长效性具有显著差异。吸附Ce3+后再经硅烷杂化溶胶封闭的阳极氧化膜电极的耐蚀性显著高于铈盐掺杂硅烷杂化溶胶封闭的阳极氧化膜。     

水滑石粉体的制备及其对硅烷膜性能的影响研究

采用共沉淀法制备了水滑石(LDH-VO)粉体,并将其添加至KH550硅烷溶液中,通过浸渍法在2024铝合金表面制备LDH-VO改性硅烷膜。并利用X射线衍射仪、傅里叶红外光谱技术对LDH-VO粉体进行结构表征,采用极化曲线和电化学阻抗谱对硅烷膜的耐蚀性能进行研究,分别讨论了LDH-VO粉体添加量和不同p H值制备的LDH-VO粉体对铝合金表面硅烷膜的耐蚀性能的影响。结果表明,不同pH值制备的LDH-VO粉体具有不同的结晶度,p H值为9时制备的LDH-VO粉体结晶度较好。不同含量的p H值为9的LDHVO粉体改性硅烷膜层的结果表明,当添加量为100 mg/L时,硅烷膜耐蚀性能最好;当LDH-VO粉体的添加量为100 mg/L时,p H值为7的LDH-VO粉体改性的硅烷膜耐蚀性能最好。因此,利用LDH-VO粉体对硅烷膜进行改性可以有效提升铝合金的耐蚀性能。     

热浸镀锌层表面偏钒酸盐–氟锆酸复合转化膜的研究

在热浸镀锌层上获得了一层连续、致密的偏钒酸盐–氟锆酸复合转化膜。分析了工艺参数对膜层耐蚀性的影响,确定了成膜的最佳工艺条件为:NaVO3 5.0 g/L,H2ZrF6 6.0 g/L,pH=1.5,成膜时间20 min。采用扫描电镜、能谱仪研究了膜层的微观形貌和元素组成,通过中性盐雾试验及电化学方法测试了膜层的耐蚀性能。与未经处理的热浸镀锌层相比,偏钒酸盐–氟锆酸复合转化膜的盐雾腐蚀面积明显减少,电化学阻抗值显著增大,腐蚀电流密度大幅降低。当成膜时间为20 min时,试样表现出最佳的耐蚀性能,并超过了单纯偏钒酸盐转化膜。     

金属表面硅烷化处理研究现状及发展趋势

本文综述了一种新型绿色环保的材料表面处理技术-硅烷化处理技术。主要概述了有机硅烷的特性、硅烷膜的形成机理以及硅烷膜的改性方法,总结、展望了硅烷化处理技术的发展趋势。有机硅烷在铝合金、热镀锌钢、低碳钢等不同基体的成膜机理不同,其性能取决于膜的疏水性、厚度和致密度,通过掺杂纳米粒子、有自愈性的铈盐及铈的氧化物以及钼酸盐、锆酸盐等,与硅烷形成复合膜,可显著提高硅烷膜的性能,电化学辅助沉积、等离子体沉积等硅烷膜的新型沉积方法具有独特的优势。有机硅烷化处理技术作为一种新型、环保的表面处理技术,发展潜力巨大,但实现工业化还需要国内外学者共同努力。     

柠檬酸催化稀土-硅烷复合转化膜的制备及性能研究

以柠檬酸为催化剂,硝酸铈［Ce（NO₃）₃］为稀土盐,乙烯基三甲氧基硅烷（VTMS）和正硅酸乙酯（TEOS）为硅烷单体,在Mg-Li合金表面制备了稀土掺杂硅烷复合转化膜,并与单一的稀土转化膜、硅烷转化膜和先稀土转化后硅烷转化得到的复合转化膜进行了比较。通过接触角、吸水率、电化学阻抗谱、极化曲线等测试研究了转化膜的疏水性、耐水性和耐腐蚀性。结果表明：在柠檬酸的催化下,制备的稀土掺杂硅烷复合转化膜更加致密,表面具有一定的粗糙度,可以有效提高涂层的耐水性和耐腐蚀性。转化膜的接触角为110.26°,吸水率仅为1.1％,腐蚀电流密度为1.30×10^-6 A·cm^-2,电化学阻抗可达到2.5×10⁴ Ω。     

镁合金锆酸盐体系转化膜工艺的研究

为了提高镁合金表面的耐蚀性能,采用单因素实验的方法,研究溶液组成、转化温度、转化时间对转化膜的影响。通过盐雾试验以及电化学阻抗测试转化膜层的耐蚀性能。利用扫描电子显微镜和能量分散仪分析转化膜的微观形貌和成分。结果表明,当氟锆酸钾与偏钒酸钠质量浓度比为5∶1(偏钒酸钠1 g/L)时,转化温度在60~80℃之间,转化时间50 min,能够形成耐蚀性能良好的转化膜。     

AZ91镁合金表面铈盐-硅烷转化膜对比处理研究

利用不同的浸泡处理,制备了单纯铈盐转化膜、KH560硅烷转化膜、铈盐硅烷转化膜和硅烷铈盐4种转化膜,结合FT-IR、SEM、EDS、Tafel、EIS等分析手段,对比考察了4种转化膜对镁合金耐腐蚀能力的情况,结果表明:铈盐转化膜和硅烷转化膜之间没有相互影响,均具有独立成膜的能力;铈盐硅烷转化膜和硅烷铈盐转化膜比单纯的铈盐转化膜和单纯的硅烷转化膜具有更好的耐腐蚀能力;铈盐硅烷转化膜和硅烷铈盐转化膜耐腐蚀能力的差别和原因,尚需要进一步的试验研究。     

铝合金无铬化学氧化膜工艺研究

以锰酸盐和锆盐为主盐,在铝合金表面化学氧化得到耐蚀性能良好的化学氧化膜.采用正交试验优化溶液的配方与工艺条件,采用极化曲线及交流阻抗测量分析其耐蚀性.铝合金化学氧化膜的腐蚀电位比铝合金试样的腐蚀电位正0.45 V左右,腐蚀电流密度仅0.286 μA/cm2.交流阻抗谱图低频端的阻抗值比铝合金试样的值大一个数量级.铝合金化学氧化膜外观呈金黄色,具有规则排列的柱状生长结构.     

铝及铝合金无铬表面处理技术研究进展

综述了铝及铝合金无铬表面处理技术,包括锆钛类处理、硅烷处理,稀土转化膜、高锰酸盐转化膜、钴盐转化膜、锂盐转化膜、有机酸转化膜等.目前在实践中获得应用的有锆钛转化处理和硅烷处理,但尚无一种无铬处理工艺能够完全代替铬酸盐处理工艺.     

冷轧钢板表面氟锆酸盐-硅烷复合转化膜的制备与性能

采用有机硅烷协同氟锆酸盐复合制备出硅烷处理液,在冷轧钢板表面形成复合转化膜。通过硫酸铜点滴试验确定了较佳的配方组成为H2ZrF60.5g/L、γ-APS5g/L、ZnSO4·7H2O0.5g/L、GPS10g/L、OP-100.1g/L,浸泡时间5min。测试了所制硅烷转化膜的附着力和耐中性盐雾性能,并与德国某公司的硅烷处理液进行了对比。结果表明,该转化膜与环氧漆和聚氨酯漆有良好的结合力(附着力达到0级),涂层体系可通过504h中性盐雾试验,表现出与对比产品相当的性能,具有良好的市场应用前景。     

热浸镀锌层表面钛盐转化膜研究

利用钛盐成膜工艺在热镀锌层表面获得了色泽光亮、耐蚀性能优良的银白色转化膜层。采用扫描电镜、能谱仪、电化学极化和盐水浸泡方法研究了钛盐转化膜层的表面形貌、元素组成和耐蚀性能。分析了钛盐溶液成分及工艺参数对热镀锌层表面转化膜的耐蚀性能影响。确定的最佳工艺条件为:Ti(SO4)21g/L,H2O260mL/L,pH0.5～1.0,处理温度25～30°C,处理时间10min。热镀锌层经此工艺处理后,耐蚀性能明显提高。     

镁-锂合金稀土转化工艺的研究

对镁-锂合金表面稀土转化成膜工艺进行了初步研究。分析了稀土盐硝酸镧转化、稀土盐硝酸镧+高锰酸钾转化工艺对稀土转化膜的形貌及耐蚀性能的影响。扫描电镜分析了稀土转化膜表面形貌;极化曲线、电化学阻抗谱测试技术研究了转化膜的耐蚀性能。结果表明:当在2g/L的硝酸镧转化液中加入2g/L的高锰酸钾时,镁-锂合金表面获得了均匀致密、裂纹细小的稀土转化膜;转化成膜时间对膜的耐蚀性也有不同程度的影响。     

锆盐封孔对建筑铝合金阳极氧化膜耐蚀性能的影响

为了改善建筑常用6463铝合金的耐蚀性能,在其表面制备阳极氧化膜,然后采用氟锆酸钾溶液对阳极氧化膜进行封孔处理.研究了锆盐封孔对阳极氧化膜的微观形貌、表面成分和耐蚀性能的影响,并与沸水封孔和镍盐封孔进行了对比.结果表明:锆盐封孔对阳极氧化膜微观形貌的改善效果明显好于沸水封孔,阳极氧化膜中引入Zr元素,质量分数约为19....