锆盐掺杂有机硅烷处理技术在35CrMo上的耐蚀性研究

介绍了一种用无机锆盐掺杂有机硅烷偶联剂用于替代传统磷化处理的硅烷处理技术。研究了锆盐掺杂有机硅烷膜在NaCl溶液中的耐蚀性能。采用塔菲尔曲线和交流阻抗谱(EIS)分析了硅烷膜的电化学行为以及硅烷膜失效的演化过程。结果表明,在35CrMo表面生成的转化膜能明显降低35CrMo的自腐蚀电流密度并提高35CrMo的阻抗值,意味着该硅烷膜可有效地阻挡腐蚀介质的浸入,提高35CrMo的耐蚀性能。长期浸泡实验结果表明,虽然转化膜浸泡48h后耐蚀性能大大降低,但是其阻抗值仍然较高,说明膜层对铜基底依然具有很好的保护作用。     

多羟基化合物对6063铝合金表面钛锆转化膜的影响

以6063铝合金为基材,研究了一种基于多羟基化合物的钛锆体系有机-无机复合转化处理体系。考察了该复合膜的膜重、沸水附着力、耐硝酸点滴腐蚀性能及其后续粉末涂料膜层的抗杯突、耐沸水和耐盐水性能,并与单纯钛锆转化膜及传统铬酸盐转化膜进行了比较。在质量分数为3.5%的NaCl溶液中通过极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)分析了多羟基化合物的加入对6063铝合金表面钛锆转化膜耐蚀性的影响。采用扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)表征了有机-无机复合转化膜的表面形貌及元素组成。结果表明:多羟基化合物的加入使钛锆转化膜由无色变成淡黄色,由疏松有孔的粒状结构变成致密少孔的层状结构,膜重有一定增加,沸水附着力及后续涂层的抗杯突、耐盐水性能更优异,耐腐蚀性能也有显著提高。该复合无铬转化膜层主要由C、O、Mg、Al、Ti、Si和Zr元素组成。     

采用有机改性硅醇盐甲基三乙氧基硅烷制备无支撑孤立膜

采用溶胶-凝胶法,以一种有机改性硅醇盐甲基三乙氧基硅烷(MTES)为先驱体,制备了大尺寸的、厚度可达50-1 000 μm的无支撑孤立膜. 并研究了成膜参数及该溶胶的配制过程对膜的质量的影响. 采用IR分析了孤立膜的膜层结构,采用AFM对膜层表面形貌及粗糙度进行了分析.     

镀锌板有机-无机复合钝化膜的研究

以水性硅丙树脂为主成膜剂,以有机硅烷为辅助成膜剂,以钼酸钠和偏钒酸铵为无机缓蚀剂,在镀锌板表面制备了有机-无机复合钝化膜。通过极化曲线、电化学交流阻抗谱、盐雾实验、扫描电镜和能谱仪对钝化膜的耐蚀性、表面形貌及成分进行了表征与分析。结果表明:所得钝化膜表面平整、均匀,阻止了氧气和水分的进入,抑制了阴、阳极腐蚀,提高了镀锌层的极化电阻及耐蚀性。     

成膜促进剂对铝合金表面无铬有色钛/锆转化膜的影响

为了提高钛锆转化膜的耐蚀性、缩短成膜时间,在处理液中添加了成膜促进剂Mn~(2+)离子。与不加Mn~(2+)离子时相比,加入Mn~(2+)离子大大缩短了成膜时间,明显提高了膜层的耐蚀性。通过X射线衍射仪、能谱、扫描电镜、X射线光电子能谱、拉曼光谱以及电化学工作站研究了转化膜的组织结构及性能。结果表明,转化膜具有双层结构,外层为金属有机配合物,内层主要为Na_3AlF_6以及少量的TiO_2、Al_2O_3等。Mn~(2+)离子的加入使转化膜的微观形貌由鹅卵石形转变为立方体形,但其主要成分和结构没有发生变化。     

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。     

锆盐对金属表面硅烷膜耐蚀性能的影响

为提高硅烷膜的耐蚀性,在KH-550水解体系[V(KH-550)∶V(水)∶V(乙醇)=7∶20∶73]中添加锆盐,在Q235碳钢上制备了复合硅烷膜。通过硫酸铜点滴试验及Tafel极化曲线法,讨论了锆盐的添加方式及添加量对复合硅烷膜耐蚀性的影响,确定了最佳制备条件。用扫描电镜观察膜层表面形貌。结果表明:将碳钢直接浸入溶有锆盐的水解体系,制得的膜具有较好的致密性和耐蚀性。在保持水解体系稳定的基础上,锆盐添加量增大,膜层的耐蚀性提高。附着力测试显示,加入锆盐对膜层附着力无明显影响。     

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。     

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.     

溶胶改善镁合金化学转化膜的研究进展

镁合金表面化学处理的方法包括:铬酸盐转化、磷酸盐转化、氟锆酸盐转化、锡酸盐转化、稀土转化等.处理后的转化膜存在孔隙,有微裂纹,需要进行封孔处理,可通过溶胶改善镁合金的转化膜.对涂覆后的化学转化膜进行热处理或采用微弧氧化处理,可以提高溶胶与膜层的结合力与耐蚀性.     

采用有机改性硅醇盐甲基三乙氧基硅烷制备无支撑弧立膜

采用溶胶－凝胶法,以一种有机改性硅醇盐甲基三乙氧基硅烷（ＭＴＥＳ）为先驱体,制备了大尺寸的、厚度可达５０－１０００μｍ的无支撑弧立膜。并研究了成膜参数及该溶胶的配制过程对膜的质量的影响。采用ＩＲ分析了弧立膜的膜层结构,采用ＡＦＭ对膜层表面形貌及粗糙度进行了分析。     

溶胶-凝胶法制备锆/有机硅复合薄膜

以氧氯化锆(ZrOCl2·8H2O)和γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)为先驱体,采用溶胶-凝胶法通过共缩聚反应在聚碳酸酯(PC)板表面制备了锆/有机硅复合薄膜,采用TG/DTA、FTIR、UV-VIS、金相显微镜及铅笔硬度测试方法对复合薄膜的结构及性能进行表征.研究结果表明,通过共缩聚反应,PC板表面形成带有机基团的无机交联网络结构,基本骨架由Si-O-Si,Si-O-Zr,Zr-O-Zr组成;当KH-550与氧氯化锆的物质的量比不低于2∶1时,涂膜PC板的透过率较高,表面较平整;去离子水对薄膜性能的影响较小,水与氧氯化锆的用量在80∶1～20∶1内均可以.PC板镀膜后硬度也由2B提高到H,膜层与基体的结合较好,不易脱落.     

机械扰动对镁合金镧盐转化膜耐蚀性的影响

通过化学浸渍法在AZ31B镁合金表面制备了稀土镧盐转化膜,探讨了成膜体系中施加不同速率(0～300 r/min)的机械搅拌对膜层耐蚀性的影响。采用析氢实验和电化学阻抗谱(EIS)、Tafel极化曲线等方法对膜层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为进行探究,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)考察了膜层的微观形貌和成分结构。结果表明：镁合金表面生成一层厚度约为7μm的镧盐膜层,其主要成分是La(OH)₃,具有优异的耐蚀性。当成膜体系中施加轻微的机械搅拌(50 r/min)时,膜层的表面平整度及耐蚀性最佳。     

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.     

几种元素在金属表面化学转化中的作用研究进展

基于常用的含铬元素金属化学转化、钢铁磷化等表面处理工艺的基本情况及存在的环境污染等问题,综述了金属零部件表面化学转化处理过程中用到的铬、磷以外的硅、钛、锆、锡、钼、钨、稀土等元素的作用及所获得的化学转化膜层的特点,包括硅酸盐、钛酸盐、锆酸盐、锡酸盐、钼酸盐、钨酸盐、稀土盐等体系的化学转化工艺。尤其是介绍了元素成分复合、工艺控制等对化学转化膜层耐腐蚀性能的影响。对这些工艺在研发及应用中可能存在的问题给出了一些建议,并指出应关注除耐腐蚀性能之外的其他性能要求,如导电、可焊接、低摩擦因数等。     

非水溶胶-凝胶法制备氧化锆陶瓷膜的技术研究

以无水四氯化锆为前驱体,无水乙醇为氧供体,金属钇粉为晶型稳定剂,采用非水溶胶-凝胶法制备氧化锆溶胶;并且通过浸渍提拉法在经过预处理的氧化铝基陶瓷基片上制备氧化锆陶瓷薄膜。通过X-射线衍射(XRD)、差热分析TG-DSC、扫描电镜(SEM)以及傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)等测试手段对实验的反应机制进行了结构和机理表征。研究结果表明:通过非水溶胶-凝胶法使得无水四氯化锆和无水乙醇反应生成锆醇盐,随着反应进行生成=Y-O-Zr≡键合并形成凝胶,然后通过低温合成四方晶型氧化锆。通过800℃,保温30 min制备出陶瓷膜孔径分布窄,孔径为50 nm左右,膜厚度为20μm,晶体发育完整,氧化锆晶体尺寸为80~120 nm左右,膜孔隙率达到25%左右。     

铝表面电化学陶瓷成膜技术及其研究进展

介绍了铝及其合金表面采用电化学陶瓷成膜技术制备无机非金属膜的工艺。采用扫描电镜、电子能谱、X射线衍射和X射线光电子能谱等方法分析DECF膜层的组成成分、结构、表面形貌。探讨了膜层性能的影响因素和成膜机理，同时对比了EDCF技术与常规阳极氧化技术。EDCF技术具有创新性，是一项有很好应用前景的铝表面处理技术。     

溶胶-凝胶法制备Y2O3稳定ZrO2陶瓷微弧氧化封孔层

为了提高铝合金微弧氧化后的表面耐腐蚀性能,采用溶胶-凝胶法配合深紫外光化学处理法在铝合金微弧氧化膜层表面制备Y₂O₃稳定ZrO₂陶瓷封孔膜。用扫描电镜、X射线衍射、浸泡试验和电化学测试等分析手段表征其成分、相结构和表面形貌,研究复合膜层的耐蚀性。结果表明：深紫外辐照能够在较低的温度下制备出结合力好且致密的ZrO₂溶胶凝胶封孔膜,复合膜层的主要相组成为ZrO₂,与没有封孔的微弧氧化膜层相比,腐蚀电流I₀提高4个数量级,腐蚀电位E_o明显向正向移动,移动幅度为0.283,表明封孔后的涂层耐蚀性显著提高。     

化学络合法在溶胶—凝胶过程中的应用

在利用溶胶－凝胶技术制备先进玻璃及陶瓷时，经常碰到诸如这样一些问题：金属醇盐先驱体在醇中的溶解度小；反应活性大，易生成沉淀；而且一些醇盐很难直接买到。化学络合物方法可以克服这些缺点。本文阐述了添加络合剂的络合方法在溶胶－凝胶上的应用，包括如下几个方面：（１）改变一些醇盐的溶解度，使之溶解在醇溶剂中；（２）控制先驱体的反应活性；（３）变非醇盐先驱体为醇盐先驱体；（４）合成有机－无机复合材料；（５）通     

金属表面改性硅烷化处理研究进展

硅烷化处理是以硅烷偶联剂为主要原料的新型表面处理技术,常用于涂装前处理以提高金属基体与有机涂层的结合力或将其直接作为防腐蚀涂层。单纯的硅烷膜膜层较薄、表面有缺陷及裂纹,影响了其对金属的防护性能,需要对其进一步改性。综述了近年来国内外对硅烷化处理改性工艺的研究,详述了各种改性工艺对硅烷膜性能的影响,对耐蚀机理进行阐述,指出各种改性工艺存在的不足并提出进一步的研究方向。双层硅烷膜、添加纳米粒子、无机缓蚀剂、有机缓释剂以及硅烷与树脂复配等工艺明显提高了硅烷膜的性能,将多种改性工艺相结合可得到综合性能更加优异的硅烷膜。但还需要进一步研究改性机理,提高硅烷膜对不同基体的适用性及与涂装体系的配套性。