1060铝材两步化学浸锌工艺

铝材化学性质活泼,欲获得不同性能的镀层,前处理非常重要。选用两步碱性化学浸锌体系对1060铝材进行了前处理,随后镀镍。通过自腐蚀电位-时间曲线,浸锌层扫描电镜(SEM)形貌分析,弯折试验、热震试验等考察了浸锌层与铝基体的附着力,并确定了获得结合力优良的浸锌层的最佳工艺条件:300 g/L NaOH,65 g/LZnO,50 g/L KOCO(CHOH)2COONa,1 g/L FeCl3,2 g/L NaNO3;温度20~30℃,一次浸锌时间60 s,二次浸锌时间30 s,所获浸锌层可满足后续电镀工艺的需要。     

高硅铝合金浸锌溶液性能的研究

为了在高硅铝合金上获得结合力好的镀层,通过对其浸锌过程的电化学测量、浸锌和锌合金膜在人造海水中的稳定电位、浸锌层在3.5%NaCl溶液中腐蚀速率的测试以及扫描电镜对浸锌层微观形貌的观察等的研究,选出适合于高硅铝合金的镀前预处理工艺.浸锌溶液中的多元无氰配位剂,与铁离子、镍离子、铜离子形成可溶性的配位阴离子,和铝发生微量的置换反应,形成骨架同锌离子一起沉积在工件表面.首次采用拉伸试验将高硅铝合金基体与镀层之间的结合力定量化.该工艺所获得的浸锌合金层性能稳定,与镀层结合力良好,并提高了耐蚀性.     

电积锌用Al/Pb-Ag复合阳极的制备及电化学性能

为了提高电积锌用阳极的性能和寿命,采用电沉积法在铝板表面制备了Al/Pb-0.8％ Ag复合电极,并对其进行了阳极极化.通过阳极极化曲线、Tafel曲线和交流阻抗谱分析了Al/Pb-0.8％Ag复合电极的腐蚀电化学性能;采用扫描电镜分析复合电极形貌,采用能谱仪分析其成分,采用X射线衍射仪分析其相结构.结果表明:Al/Pb-0.8％Ag电极中Ag分布均匀,铝基体和镍过渡层之间以及镍过渡层和铅银合金之间结合紧密;与传统Pb-0.8％Ag电极相比,Al/Pb-0.8％ Ag电极作电解锌阳极具有较高的耐腐蚀性和电催化活性.     

NdFeB表面离子液体电沉积Al-Mn和Al镀层的耐蚀性

为了进一步探讨离子液体电沉积Al及Al-Mn层的耐蚀性及其机理,在NdFeB基体表面离子液体电沉积制备了Al-Mn合金镀层及Al镀层,采用电化学测试动电位极化曲线、静态全浸腐蚀试验,研究了2种镀层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为;利用SEM和EDS考察了2种镀层腐蚀前后的表面、截面形貌及成分。结果表明:Al镀层的腐蚀电位较NdFeB高,对基体形成阴极保护,而Al-Mn合金镀层的腐蚀电位较NdFeB低,对基体构成牺牲阳极保护;Al-Mn合金镀层腐蚀速度慢,是一种性能优异的NdFeB耐蚀保护镀层。     

金属阳极涂层在化工大气环境中的腐蚀行为

为了解化工大气环境对碳钢表面金属阳极涂层的腐蚀性,开展了热喷涂锌、铝、锌铝合金涂层以及热镀锌、渗锌钢在化工大气环境中的曝露腐蚀试验。通过试样的腐蚀形貌、腐蚀速率变化及电化学测试,考察了金属阳极涂层在石油炼化大气环境中的腐蚀行为。结果表明:化工大气环境腐蚀等级为C4级;喷铝层的腐蚀速率最低;渗锌层的耐蚀性优于热镀锌层。10μm厚热镀锌板耐腐蚀寿命约为4 a,40μm厚热镀锌和渗锌层寿命大于10 a,150μm的喷涂层耐蚀寿命大于30 a。     

电弧喷涂锌铝伪合金涂层的耐中性盐雾腐蚀性能

Al含量超过15％的锌铝合金涂层脆性大,限制了其在钢铁防护中的应用。采用电弧喷涂技术在Q235钢表面制备出了纯锌涂层和含铝20％（质量分数）的锌铝伪合金涂层,通过中性盐雾试验及电化学极化测试研究了2种涂层在中性盐雾环境中的耐蚀性,并结合扫描电镜（SEbl）和x射线衍射仪（XRD）对涂层表面形貌及腐蚀产物的相结构进行了观测分析。结果表明：2种涂层均匀致密,孔隙率小,与基体结合良好;随盐雾试验时间增长,锌铝伪合金涂层表面形成了致密的腐蚀产物层,其屏蔽作用有效阻碍了腐蚀介质的渗入,使Q235钢的腐蚀速率快速降低。锌铝伪合金涂层的自腐蚀电流密度小于纯锌涂层,表现出更为优越的防腐蚀性能。     

金属喷涂层在海洋环境中的防护性能

对铝、锌、锌-铝、铝-镁-稀土等4种金属喷涂层在东海厦门试验站和南海榆林试验站进行了海水全浸、潮差、飞溅条件下暴露4年的海水腐蚀试验,并对其防护性能进行了讨论。试验结果表明,4种涂层的腐蚀面积比(％)从大到小的顺序为:喷锌>喷铝-镁-稀土>喷铝>喷锌-铝,可见,喷锌-铝/油漆保护涂层体系的抗海水腐蚀性能最优良。     

三元络合碱性电沉积锌镍合金的抗腐蚀性能研究

采用四乙烯五胺(TEPA)、酒石酸钾钠和三乙醇胺(TEA)三元混合物作为镍离子络合剂配制碱性锌镍合金镀液,在低碳钢基材上电沉积制备锌镍合金镀层。利用电化学工作站测试了镀层在3.5%NaCl溶液中的极化曲线和电化学阻抗谱,考察不同电沉积条件参数(电流密度和镍离子相对含量)对锌镍合金镀层的腐蚀电化学行为的影响。结果表明:当镀液的镍含量在较宽范围内(n(Ni 2+)/n(Ni 2++Zn2+)=15%～30%)变化时,所得镀层对基体都有很好的防护作用;当电流密度为2～3A/dm2时得到的镀层抗腐蚀能力最强,而当电流密度过低和过高时都会使镀层的耐蚀性有所降低。     

热轧高Ni高强钢的表面晶界特征和电化学行为

采用EBSD技术和原子力显微镜(AFM)测试了10CrNi5Mo高强钢热轧态和热处理态试样的表面晶界分布特征和微观形貌, 用模拟海水全浸实验方法及电化学阻抗谱技术测试了10CrNi5Mo高强钢在模拟海水中的腐蚀行为。结果表明: 热轧态试样表面具有更高比例的小角度晶界, 经硝酸酒精腐蚀后热处理态试样表面腐蚀更为均匀, 粗糙度更小。进行模拟海水全浸实验时热轧态试样呈现出更好的耐腐蚀性能, 浸泡中期阻抗值增大, 表面腐蚀产物与基体结合更为紧密, 能保护基体防止其与溶液发生电化学反应。     

热浸镀铝层耐人造海水腐蚀性的电化学研究

对Ａ３钢热浸镀铝和铝－稀土的两种镀层在人造海水中的电化学腐蚀行为进行了研究。采用带辅助电极的三电极系统从表层到基体逐层测量了两种动电位曲线;用ＳＥＭ观察并研究了热浸镀层的表面形貌,表层和过渡层的结构。结果表明,在热浸镀铝液中加入稀土,使镀层特别是过渡层明显变薄,且较均匀,表层和过渡层的腐蚀电流都明显减小,因而耐蚀性提高。加入稀土后发现电位逆转现象,有待进一步研究。     

热浸镀镧铝钢的高温耐热行为研究

在20碳钢上分别制备了热浸镀纯铝和镧铝涂层.经过900℃×6h的扩散处理后,研究了涂层的抗氧化性能和组织形貌变化.结果表明:热浸镀镧铝试样表面的纯铝层厚度比热浸镀纯铝试样减少25%～35%;经扩散处理后,在800℃氧化的前40h,热浸镀纯铝试样氧化动力学曲线符合抛物线规律,40h后,氧化动力学曲线呈直线.在整个氧化期间.热浸镀镧铝试样的氧化动力学曲线都符合抛物线规律,且抗高温剥落性能同样优于热浸镀纯铝试样.组织形貌分析表明,镧抑制了扩散和高温氧化过程中扩散层/基体界面孔洞的形成和聚集,阻止了扩散层的内氧化.分析了镧对镀铝钢高温耐热行为的影响机理.     

用电位-时间曲线选定铝浸锌工艺参数

铝上直接电镀较难,而在铝上浸锌后再电镀则相对容易.为此,以浸锌过程的电位-时间曲线来确定浸锌工艺参数.通过扫描电镜能谱分析仪(SEM-EDS)观察了相应浸锌层的形貌和成分并分析了两者之间的联系.根据电位-时间曲线研究确定了最佳浸锌工艺:100 g/L NaOH,12 g/L ZnO,45 g/L配位剂,20 g/L NiCl2,1 g/LFeCl3,浸锌温度25℃,浸锌时间第1次30 s,第2次25 s,并使用超声波进行搅拌.     

植酸封闭对钢芯铝绞线表面Ni-P镀层耐蚀性的影响

在钢芯铝绞线中的铝股线表面化学镀镍磷可以改善其在沿海工业大气中的耐蚀性,但工艺流程较复杂。在铝股线表面不经过二次浸锌工艺直接化学镀Ni-P后再进行植酸封闭改性,通过红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)对镀层进行形貌和成分分析,通过在1 mol/L H_2SO_4+3%Na Cl混合溶液中的浸蚀试验和Tafel极化曲线比较镀层的耐蚀性。结果表明:经植酸封闭后,铝股线表面的Ni-P镀层更均匀,外层由于植酸与镀层相互作用,局部出现细小孔洞,但腐蚀介质不易渗入基体;腐蚀电位正移,腐蚀电流变小,腐蚀前后形貌变化不大,结合力仍很好,植酸封闭后镀层的耐蚀性更好。     

贫铀表面脉冲电镀镍的电化学腐蚀行为

为了防止放射性污染,减缓铀的腐蚀,广泛采用在贫铀表面电镀镍.利用线性极化、动电位极化和电化学阻抗谱技术对贫铀表面脉冲电镀镍的电化学腐蚀行为进行了研究.结果表明,在含50μg cl-的KCl溶液中,镍的腐蚀电位高于贫铀,镍镀层对贫铀是一种阴极性镀层;与直流电镀镍相比,铀表面脉冲电镀镍腐蚀电位更高,极化电阻更大,腐蚀电流更小,电化学阻抗幅值更大,对铀基体具有良好的防腐蚀性能;随着浸泡时间的推移,脉冲电镀镍腐蚀电位下降,极化电阻减小,腐蚀电流增大,电化学阻抗幅值降低,电极过程由一个时间常数向两个时间常数转变,腐蚀特性由点蚀向电偶腐蚀转变.     

海洋环境下热喷涂锌、铝及其合金涂层防腐蚀机理研究概况

综述了国内外几十年来在不同海水环境中对热喷涂锌铝及其合金涂层防护性能和机理研究的成果.热喷涂锌铝及其合金涂层在海洋环境中具有优良的长效防护性能,锌具有优良的电化学保护性,铝具有比锌更好的化学稳定性,锌铝合金既保留了锌的电化学特点,又具有铝的化学稳定性能.指出了今后的研究重点应该是金属与有机复合层在浪花飞溅区苛刻腐蚀环境下界面的腐蚀规律和腐蚀机理的探讨,对金属与有机复合层界面的腐蚀原因在理论上做出了本质的解释,并能预测涂层体系的防腐蚀寿命.     

Zn-Al涂层腐蚀电化学行为研究

通过电化学交流阻抗谱(EIS)研究了Zn-Al涂层在铜加速醋酸盐雾试验中的腐蚀行为,建立了等效电路模型并分析了相关电化学参数随时间的变化规律。采用扫描电镜及能谱仪分析了涂层腐蚀后的形貌及成分组成,阐释了电化学参数的演变规律。结果表明,盐雾试验中Zn-Al涂层的腐蚀由电化学反应控制逐渐转变为扩散控制,最后进入基体腐蚀阶段。     

镍、锌和铬复合金属氧化物的电化学制备及对水溶液中硫的光电催化氧化

采用原子转移自由基聚合法,在碳纤维上接枝亚氨基二乙酸修饰的丙烯酸缩水甘油酯聚合物。采用电化学法分别制备了镍、锌和铬的二元和三元复合金属氢氧化物前驱体,经煅烧生成复合金属氧化物。采用傅里叶变换红外光谱,X射线衍射,扫描电子显微镜和电化学技术对材料的结构和形貌进行了表征。结果表明,此类镍、锌和铬复合金属氢氧化物具有高度晶层状水滑石结构。分别比较了层状复合金属氢氧化物和煅烧后的复合金属氧化物对水溶液中硫离子(S2-)的光电催化氧化,发现煅烧后的镍铬复合金属氧化物对水溶液中的S2-具有较好的光电催化效果。     

热喷涂锌铝合金超疏水涂层的制备及性能

用电弧喷涂技术在Q235钢板上喷涂锌铝合金涂层,用硬脂酸/乙醇的表面修饰技术在锌铝合金涂层表面构筑了一层超疏水膜。用接触角测量仪(OCA-20),扫描电子显微镜(SEM)和智能型傅立叶红外光谱仪(ATR)等手段表征了涂层修饰前后的润湿性、表面形貌以及化学结构,并用三电极体系电化学工作站(Solartron analytical)对硬脂酸表面修饰前后锌铝涂层进行了阻抗谱和极化测试。结果表明:热喷涂锌铝涂层具有微/纳复合结构,修饰前涂层表现为亲水性,因为金属涂层具有高表面能;经过硬脂酸表面修饰后涂层的静态接触角达到153.2°,滚动角小于10°;红外分析结果表明,锌铝涂层表面由大量的疏水性烃基长链组成,有超疏水作用;腐蚀测试结果表明,修饰处理能明显提高锌铝涂层的防腐蚀性。涂层表面形成的超疏水膜阻碍了界面电化学反应腐蚀产物的脱落与溶解,提高了电荷转移电阻,降低了电流腐蚀密度,从而提高了涂层的防腐蚀性。     

电化学沉积方法对聚苯胺涂层抗腐蚀性能及电化学性能的影响

聚苯胺涂层的电化学特性及耐蚀性与其合成方法及工艺有着密切的关系.在以硫酸为掺杂剂的合成溶液中采用循环伏安和恒电流方法在304不锈钢表面沉积出了聚苯胺涂层.用扫描电镜和电化学方法研究了聚苯胺涂层的表面形貌、抗腐蚀性能和电化学性能.结果表明:聚苯胺涂层表面为多孔结构;开路电位-时间曲线表明,在腐蚀介质中,2种聚苯胺涂层均提高了304不锈钢的腐蚀电位,电化学阻抗谱结果表明,2种聚苯胺涂层在腐蚀初期反应均受扩散步骤控制,对腐蚀介质有一定的阻挡作用,但恒电流方法制备的聚苯胺在浸泡24 h后,表现为基体金属的阻抗谱特征.因此,相对于恒电流方法,循环伏安方法制备的聚苯胺对304不锈钢的钝化能力更强,可为基体提供更好的保护.     

钢材热浸镀低铝含量锌铝合金层的形成、影响因素及性能评价

热浸镀低铝含量锌铝合金的耐蚀性优良,铝含量对锌铝合金镀层的性能有较大影响。总结了热浸镀锌铝合金镀层的组成,对热浸镀锌铝合金低铝含量时镀层的形成过程进行了描述,分析了钢中Si,Mn,P等常规元素对锌铝合金镀层中Fe-Al金属间化合物形成的影响;阐述了热镀锌铝合金层的工艺特点及性能评价方法;指出了今后热镀锌铝系多元合金层的研究方向。