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。     

镁合金表面硅烷转化膜与阳极氧化膜的协同防护性能

目前对镁合金进行硅烷处理后再制备阳极氧化膜的研究未见报道。为此,探讨了镁合金表面硅烷化预处理所制备硅烷转化膜与阳极氧化后处理所制备阳极氧化膜的协同防护性能。在AZ91D镁合金表面首先进行硅烷化预处理制备内层的硅烷转化膜,接着进行阳极氧化后处理再制备外层的阳极氧化膜,最后采用KMnO4点滴试验、NaCl盐水浸泡试验、动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)等方法评价并比较了硅烷转化/阳极氧化复合膜、单一硅烷转化膜和单一阳极氧化膜对镁合金基体的防护性能。结果表明:与只经硅烷化处理的镁合金(表面附着单一硅烷转化膜)和只经阳极氧化处理的镁合金(表面附着单一阳极氧化膜)相比,经过硅烷化预处理和阳极氧化后处理的镁合金(表面附着硅烷转化/阳极氧化复合膜)的点滴液变色时间(tdrop)最长、腐蚀速率(vloss)和腐蚀电流密度(Jcorr)最小、自腐蚀电位(Ecorr)最正、膜层电阻(Rc)最大。对镁合金表面先进行硅烷化预处理再进行阳极氧化后处理使得镁合金的耐蚀性得以进一步提高,这主要归因于硅烷转化膜和阳极氧化膜的协同防护对腐蚀历程中扩散过程的抑制。     

热镀锌层上磷化/硅烷处理复合膜的耐蚀性研究

将已磷化的热镀锌钢板经双-[3-(三乙氧基)硅丙基]硫化物(BTESPT)硅烷溶液封闭处理后,可以获得高耐蚀性的复合膜.通过SEM、EDS、电化学极化测量和NSS试验研究了复合膜组成和耐蚀性.结果表明,经硅烷封闭处理后,磷化膜上磷酸锌晶体间的微孔隙被硅烷膜填补,从而在锌层表面形成了连续、完整、致密的复合膜;经磷化300 s、硅烷封闭处理后,复合膜的极化电阻Rp显著增大,腐蚀电流密度Jcorr显著减小,NSS试验5个周期未出现白锈,耐蚀性能优异.     

Ce(NO3)3和CeO2纳米粒子对APTES膜耐腐蚀性的影响

目的 通过对铜箔进行硅烷化处理,增强铜箔的耐腐蚀性能。方法 采用化学浸泡法在9 µm电解铜箔表面制备γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂(APTES)硅烷膜层、Ce³⁺/APTES膜层、CeO2/APTES膜层和Ce³⁺/CeO2/APTES膜层,对改性硅烷膜试样与空白试样进行接触角对照实验,对硅烷表面润湿性进行表征。在3.5%(质量分数)NaCl溶液中,对空白样、单一硅烷膜层、Ce³⁺/APTES硅烷膜层和Ce³⁺/CeO2/APTES硅烷膜层进行浸泡实验和电化学实验,研究改性膜层前后的耐腐蚀性能。通过扫描电子显微镜(SEM)观察膜层表面形貌,并利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对纳米粒子结构进行分析,探讨改性膜层的钝化机理。结果 Ce(NO3)3/CeO2/APTES复合膜层的接触角最大,接触角为106.6°,表现出最佳的疏水性。同时,其表面的腐蚀坑数量和面积最小。在盐水浸泡和电化学实验中,各试样的腐蚀电流密度随着浸泡时间的延长而上升,Ce³⁺/CeO2/APTES试样的腐蚀电位发生正移,具有较低的腐蚀电流密度,并且该试样具有最高的相角和最高的阻抗值,远高于Ce³⁺/APTES试样。结论 与单一硅烷膜层和仅分别添加Ce(NO3)3、CeO2 2种缓蚀剂的膜层相比,Ce(NO3)3/CeO2/APTES复合膜层的防护效果有明显提升,且Ce³⁺与CeO2之间的协同作用大大提高了硅烷膜层的耐腐蚀性能。     

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。     

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。     

石墨烯/硬脂酸超疏水复合膜层的防腐性能

用溶液共混法制备石墨烯/硬脂酸(G/SA)共混溶液,再将其滴涂在微弧氧化后的AZ91镁合金表面制备出超疏水复合膜。用扫描电子显微镜、接触角测量仪和傅立叶红外光谱仪等手段表征了复合膜层的表面形貌、润湿性能以及化学组成,并对微弧氧化膜层和复合膜层进行了阻抗谱和极化测试。结果表明:石墨烯/硬脂酸共混溶液滴涂后使多孔的超亲水微弧氧化膜层转变为具有微/纳米结构的超疏水复合膜层,静态接触角达到162°;复合膜层的腐蚀电流密度降低了4个数量级,电荷转移电阻增加了4个数量级,且能对镁合金提供有效的腐蚀保护。     

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。     

银保护用自组装单分子膜的防腐蚀研究

用3-巯基丙基三甲氧基硅烷(3-MPS)在银电极表面制备了自组装单分子膜,研究了该组装膜在0.1mol/L NaOH中对银的防护作用.通过极化曲线、接触角及俄歇电子能谱等方法对组装膜的极化电阻、腐蚀电流及表面状况进行了研究表征,得到了最佳MPS组装液浓度为1×10-4mol/L和最佳组装时间为6 h下的腐蚀电位、腐蚀电流密度、极化电阻和缓蚀率等结果.     

碳钢表面缓蚀封护膜的制备及耐蚀性能研究

通过硅烷偶联剂KH560与苯并三氮唑反应制备了含缓蚀基团的硅烷缓蚀封护剂,采用浸渍法在碳钢表面制备缓蚀封护膜。采用红外光谱表征了合成产物及在碳钢片上的成膜情况。采用极化曲线、电化学阻抗谱、盐雾腐蚀等研究了缓蚀封护膜的耐腐蚀性,并与KH560水解封护、磷化缓蚀膜等做比较。结果表明,缓蚀封护膜具有最优的抗腐蚀性能,其腐蚀电流密度最小,膜层腐蚀电阻Rp最大,因此,该缓蚀封护剂可用于铁质文物的缓蚀保护。     

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。     

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。     

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.     

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。     

钢铁表面硅烷锆盐植酸复合转化膜耐腐蚀机理研究

为提高40Cr钢体表面耐腐蚀性能,采用双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物(BTESPT)、硝酸锆和植酸在40Cr钢表面制备了具有优异耐蚀性能的硅烷锆盐复合转化膜,采用正交实验法优选了硅烷锆盐复合转化液成膜的工艺条件。采用硫酸铜滴定实验、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)及电化学测试对复合膜的耐蚀性、形貌、成分、膜层的电位特性进行分析。结果表明：硅烷锆盐复合膜最优工艺为硅烷浓度5%(体积分数),硝酸锆浓度为0.75%(质量分数),溶液pH值为4,反应温度25℃,反应时间50 s;通过硫酸铜点滴试验和电化学测试可以看出掺杂植酸的复合转化膜的耐蚀性比单一硅烷膜和硅烷锆盐膜得到了明显的提升;通过微观形貌观察可以看出,植酸的添加弥补了膜层缺陷,阻碍了腐蚀介质的扩散,增强了膜层的耐腐蚀性。     

Ni-Cu-P合金镀层表面稀土复合转化膜的性能

Ni-Cu-P三元合金镀层在烟气冷凝液中具有较好的耐蚀性能,但仍不能完全满足要求,还需做进一步的防腐蚀处理。稀土转化膜能有效地改善Ni-Cu-P合金镀层的耐蚀性能,为提高单层稀土转化膜的性能,在稀土转化液中添加苯并三氮唑(BTA)与稀土元素复合成膜。采用扫描电子显微镜、电子能谱仪和傅立叶变换红外光谱仪分析转化膜的表面形貌及化学成分,采用极化曲线和交流阻抗分析转化膜的耐蚀性能。结果表明:单层硝酸铈转化膜表面存在微裂纹,BTA可与稀土元素复合成膜,优化膜层形貌,抑制微裂纹的形成,使膜层更致密;复合转化膜的电荷转移电阻较单层转化膜的大,腐蚀电流密度较小,与单层转化膜和合金镀层相比,复合转化膜的腐蚀电流密度分别降低约40%和90%,耐蚀性能最佳。     

热镀锌钢表面硅烷/硅酸盐复合膜的耐蚀性能研究

为了改善硅烷膜的耐蚀性,将硅烷化热镀锌钢板用硅酸钠溶液封闭后处理,获得了硅烷/硅酸盐复合膜.采用中性盐雾试验(NSS)、湿热试验、盐水全浸试验和电化学交流阻抗谱(EIS)评价了膜层的耐蚀性能.结果表明,与单一硅烷膜相比,复合膜的耐蚀性能明显提高,超过了常规铬酸盐钝化膜.尤其是在5%NaCl溶液中,复合膜的低频阻抗数值随浸泡时间的增加先增大后减小,表明其具有一定的"自修复"能力.     

铜表面硅烷-稀土掺杂膜的制备及缓蚀性能

运用分子自组装技术在铜片表面组装γ-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTS)与稀土的掺杂膜。用原子力显微镜(AFM)观察了铜表面成膜过程,用金相显微镜观察铜片在0.5mol/L盐酸溶液中腐蚀72h后的表面形貌,运用电化学测量法对其防腐蚀性能进行评价。结果表明,硅烷-稀土掺杂膜对铜的缓蚀效率较单一的硅烷膜有明显提高,稀土浓度及组装时间对掺杂膜抗腐蚀性能有一定影响。经过极化曲线和交流阻抗的测定,确定硅烷-稀土掺杂膜的最佳组装条件为:LaCl3质量浓度为10g/L,组装30min,缓蚀率达93%。     

电化学合成聚吡咯-二氧化钛复合膜及其防腐蚀性能

目前鲜见对电化学原位生成的聚吡咯(PPy)-二氧化钛复合膜的系统研究。采用循环伏安法,在316不锈钢表面原位生成聚吡咯-二氧化钛(PPy-TiO_2)复合材料。FT-IR分析表明,通过电化学法可以在不锈钢表面生成PPy-TiO_2复合膜。利用SEM分析了PPy膜层与PPy-TiO_2膜层表面形貌,分别将316不锈钢、316不锈钢/PPy、316不锈钢/PPy-TiO_2浸泡至3.5%(质量浓度)Na Cl水溶液中,采用开路电位-时间(EOCP-t)曲线、电化学阻抗谱(EIS)考察了不同浸泡时间下PPy膜层与PPy-TiO_2复合膜层对金属的防护效果。结果表明:生成的PPy-TiO_2膜层具有更加均一的表面状态;在浸泡初期(15 min)与浸泡60 min后,相对于PPy膜层,PPy-TiO_2膜层具有较高的膜层电阻与较低的膜层电容,PPy-TiO_2的防护效果优于PPy。     

聚乙烯吡略烷酮自组装膜对铜的缓蚀作用

自组装膜对金属防腐蚀有极好的效用。为了进一步弄清聚乙烯吡咯烷酮对铜的缓蚀性能,用自组装技术在铜电极表面制备了聚乙烯吡咯烷酮自组装膜,利用电化学方法研究了自组装膜对铜在NaCl溶液中的缓蚀作用。结果表明,在0.5mol/LNaCl溶液中,随组装时间的增加,铜电极的电荷传递电阻增大,腐蚀电流密度下降,组装24h后对铜的缓蚀效率为99.9%,缓蚀性能优异。