镀锡钢板铬酸盐钝化膜中铬的X射线光电子能谱分析

使用X射线光电子能谱(XPS)分析方法,对镀锡铬酸盐钝化钢板中铬元素的含量、价态以及不同价态化合物的含量进行了研究,并对镀锡钢板铬酸盐钝化膜的形成机理进行了探讨。结果表明,钝化膜中主要含有Cr,O以及Sn元素。在给定的钝化处理工艺条件下,镀锡铬酸盐钝化钢板中铬元素主要是以Cr(OH)3,Cr单质以及Cr2O3的形态存在,在检测中没有发现六价铬离子。铬酸盐钝化膜中Cr,Cr2O3和Cr(OH)3的质量分数分别是2.0%,9.5%,7.5%。     

镀锡板的电化学剥离及其耐蚀性研究

镀锡板是指两面镀有一层极薄金属锡的冷轧薄钢板,它将钢的硬度和强度与锡的抗腐蚀性和光亮的外表集于一体。实验用电化学法将镀锡板的钝化膜、纯锡层、合金层逐层剥离,通过阴极极化曲线、交流阻抗等电化学技术研究其电化学性能,用扫描电镜(SEM)观察剥离后各层的表面形貌,用X射线光电子能谱仪(XPS)对镀锡板铬酸盐钝化膜中铬元素的价态进行了分析。结果表明,电化学法剥离的效果十分理想,可以用于镀锡板表面不同层的形貌观察,同时还可以用于镀锡板的耐蚀机理研究。除掉钝化膜后,腐蚀电流密度从1.48 μA/cm²增大到3.5 μA/cm²,除掉纯锡层后,腐蚀电流密度从3.5 μA/cm²增大到18 μA/cm²,镀锡板良好的耐腐蚀性主要来源于纯锡层和钝化膜的作用。镀锡板铬酸盐钝化膜中铬元素主要以氢氧化铬、金属铬和三氧化二铬等形态存在。     

镀锡板表面状态对使用性能的影响

据《Сталъ》1988,No11报道:镀锡板的使用性能(涂漆性、焊接性)取决于它的表面状态,最主要的是钝化膜和油膜。在电镀锡机组中镀锡板表面钝化的标准工艺是:25—30g/l重铬酸钠,阴极电流密度4—10A/dm~2,温度45—85℃。钝化膜中的铭含量一般为0.06—0.15mg/dm~2,金属铬含量占30—50％。这种膜能防止镀锡板在运输和储存期间的腐蚀,能改善漆层的结合力及对亚硫酸盐腐蚀的耐久性,并且不会妨害焊接过程。因此,在镀锡板生产中,都仔细控制铬膜的组成和质量。     

镀锡板表面铬酸盐钝化膜的研究

研究了镀锡板表面铬酸盐钝化中的含铬量与铬酸盐浓度、温度、阴极钝化电流密度、钝化电量的关系,用增加了钝化膜含铬量的低锡量镀锡板与Ｅ４、Ｅ２的常规镀锡板进行了盐雾对比试验。孔隙率对比试验。并且用增加了钝化膜含铬量的低锡量镀锡板进行了涂附性能和焊接性能试验。用ＸＰＳ对钝化膜的组成进行了分析。     

XPS在冷轧镀锡板表面及深度剖析分析中的应用

通过XPS实验,镀锡板表面由C、O、Cr、Sn等元素组成,且C以C—C、C—O和C O组成,Cr主要以Cr_2O_3组成,Sn以金属Sn和SnO_2组成,验证了镀锡板表面油膜、钝化膜和氧化膜组成,实现了对镀锡板产品进行表面钝化膜和氧化膜成分及结构分析。     

镀锡板抗硫性能及钝化膜附着力随时间的变化规律

针对镀锡板的抗硫性及钝化膜附着力随时间延长发生变化的现象,选取两个不同厂家钝化后的镀锡板,采用电化学方法测试钝化膜中铬含量随时间的变化规律,同时使用XPS方法测试了钝化膜结构随时间变化的情况。结果认为,Cr(OH)_3随时间延长而发生水解是导致镀锡板钝化膜中铬含量变化的主要原因。通过优化钝化工艺,降低Cr(OH)_3的含量,可有效提高钝化膜的稳定性,进而提高镀锡板的抗硫性以及其与漆膜间的附着力。     

硫蚀时间对镀锡板腐蚀产物成分的影响研究

通过研究镀锡板硫蚀时间对腐蚀产物成分的影响,可以促进对镀锡板硫蚀机理的理解和硫变发黑问题的解决。实验通过改变镀锡板在硫化钠-乙酸模拟溶液(pH6)中的浸泡时间,使用X射线光电子能谱仪(XPS)对不同硫蚀时间下得到的产物主要元素质量分数及S的组元和价态进行刻蚀分析。结果显示在硫蚀时间由2、9d并延长到23d的过程中:S元素质量分数逐渐升高,O元素质量分数先降低再升高,在最终稳定的硫蚀产物中,金属元素Sn的质量分数接近于0,Fe元素质量分数在60%上下浮动,金属Sn只能为基体提供物理保护作用;硫蚀产物中S元素组元主要有S单质、S^-和S^2-构成且不发生变化,但各价态组分的相对含量发生改变,即低价态S质量分数降低,高价态S质量分数升高,S元素组合态在硫蚀过程中呈现被氧化的趋势。增大Sn层厚度和均匀性、在罐装物中添加还原性物质是改善硫蚀的有效途径。     

409L铁素体不锈钢的表面钝化膜性能

用辉光光谱仪(GDS)、扫描电镜(SEM)和X-射线光电子能谱仪(XPS)分析了经20%HNO₃、58℃0～60 min钝化的409L冷轧不锈钢(%:0.017C、11.50Cr、0.17Ti)表面钝化膜的性能,并通过盐雾试验得出钝化膜厚度对耐蚀性的影响。结果表明,当钝化时间为10 min时,钝化膜厚度达到最大值48 nm;当钝化时间为3 min时,钝化膜厚度为40 nm,试样表面氮化物完全被钝化膜覆盖,膜中Cr的氧化物含量最多,耐蚀性最好。     

钝化膜对镀锡板漆膜结合力的影响

通过化学溶解+ICP法、X射线光电子能谱分析法研究了钝化膜的组成及结构,确认铬酸盐钝化膜中含有Cr_2O_3、Cr(OH)_3、Cr和Cr(Ⅵ),不同镀锡板钝化膜的差异主要在总Cr量以及各组分之间的比例,这种差异对常规附着力测试无影响,但在电解脱膜测试时有明显差异。分析认为镀锡板与漆膜的结合存在机械附着和化学附着,在涂料流动性及固化条件良好的情况下,机械附着足以保证漆膜结合力,钝化膜影响不大;当漆膜有破损时且有水或液体存在时则需要依靠钝化膜来保证漆膜结合力。     

钝化电流电量对镀锡板抗硫性能的影响

为研究钝化电流电量对镀锡板抗硫性能的影响,研究了25/25 C/ft~2、45/45 C/ft~2、65/65 C/ft~2及85/85 C/ft~24种钝化电流电量下,镀锡板钝化样品中钝化膜表面铬含量和光电子能谱(XPS),将样品正常涂漆后进行抗硫性能实验。实验结果表明:85/85 C/ft~2钝化电流电量工艺检测的样品钝化膜表面铬含量最高,抗硫性能最好。     

X射线光电子能谱分析电工钢板铬酸盐涂层中铬形态

使用X射线光电子能谱(XPS),对电工钢板铬酸盐涂层中的元素组成及铬元素的价态进行了研究,并对其形成机理进行了探讨。结果表明,涂层中主要含有Cr、O、Mg、Al、B以及C元素。在给定的处理工艺条件下,铬酸盐涂层钢板中铬元素主要是以Cr2O3,CrO3形态存在,在检测中没有发现零价铬。     

镀锡板镀层的辉光放电光谱法解析

利用辉光放电光谱法对镀锡板样品进行逐层剥离,根据样品由表至里的辉光放电积分图谱,分别设定公式积分计算镀锡板镀层厚度及质量、钝化层厚度及质量、基板成分、镀层中有害元素等。采用辉光放电光谱对镀锡板做深度-时间图,可知镀锡层的深度分辨率低于基板铁层。将方法应用于测定镀层质量、钝化层质量、基板成分(碳、硅、锰、磷、硫、镍、铬和铜)的测定,相对标准偏差分别不大于2.3%(n=10)、3.0%(n=10)、4.3%(n=5),分别将实验方法测定结果与X射线荧光光谱法(XRF)、光度法、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)进行比对,结果基本一致。采用实验方法对镀锡板镀层中的有害元素进行了测定,可实现镀锡板多个检测项目的同时测定。     

3-硝基偶氮氟膦与铬的褪色反应及其应用

报道了新显色剂3-硝基偶氮氟膦(偶氮氟膦-mN)的合成及与铬 的褪色反应,并将其应用于铬的形态分析。在硝酸介质中,于85 ℃热水浴中加热8 min,铬 可使偶氮氟膦-mN显著褪色,且试剂空白与褪色溶液在528 nm处的吸光度差与0.006～0.2 μg/mL范围内的铬 符合比尔定律,表观摩尔吸光系数ε为1.87×10⁵ L·mol^-1·cm^-1,方法检出限为1.5×10^-3 μg/mL。应用该显色体系可直接测定样品中铬 含量,同时加入过硫酸铵将铬 氧化成铬,再进行测定可得总铬的含量,两者之差即为铬 含量。该显色体系用于测定多种比例的铬 和铬 混合标准溶液中铬 和铬 的测定,测定值均与理论值一致。该显色体系应用于电镀厂及钢铁厂的工业废液显色体系中铬 的测定,结果的相对标准偏差(RSD, n=5)为2.2%～3.4%,加标回收率为98%～103%,测定结果与二苯碳酰二肼光度法测定值一致。     

外加拉应力对13Cr马氏体不锈钢的腐蚀行为影响

采用电化学测试手段(开路电位、交流阻抗谱及动电位极化曲线测试), 结合接触角测试及体视显微镜微观形貌观察探究在80 g·L-1 NaCl溶液中拉应力对L80-13Cr马氏体不锈钢钝化膜溶解与再修复机制的影响.结果表明, 拉应力大小与L80-13Cr的钝化特性存在正相关关系.随着外加拉应力的增大, L80-13Cr马氏体不锈钢的开路电位负移, 电子转移电阻减小, 线性极化电阻减小, 反应速率随着拉应力的增大而增大.而L80-13Cr马氏体不锈钢在高电位下再钝化形成的钝化区会缩短, 自腐蚀电位降低, 维钝电流密度增加.接触角测试和体视显微镜微观形貌观察发现, 拉应力使得表面接触角减小, 不锈钢表面容易发生点蚀.外加拉应力使得L80-13Cr马氏体不锈钢的表面能增加, 促进钝化膜的溶解, 并且抑制钝化膜的再生, 导致材料耐蚀性降低.      

湿法化学制备的超薄和极薄二氧化硅/硅膜的光学性能研究

二氧化硅薄膜至今依然属人们广泛研究的材料,这是因为当这种材料制备为高质量的超薄、极薄的氧化物时,可实际应用于不同方面,如超大规模集成电路（VLSI）的栅氧化层以及液晶显示屏（LCD）的生产。本文考察了厚度为3 nm和5 nm的极薄二氧化硅层的结构性质,这些薄层是通过适度掺杂n-型硅（100）晶片而形成。在形成氧化层之前用标准RCA方法清洁,并随后在氮气氛围中退火,部分样品在HCN溶液中钝化。本研究中用傅立叶变换红外光谱（FT-IR）技术获取了复合结构中不同类型的化学键信息。对SiO₂钝化试样和非钝化试样中的Si-O-Si的不对称伸缩振动分别用纵光(LO)和横光(TO)模式进行了鉴别,发现TO模式位置（约1 107 cm^-1）和振幅与试样的厚度无关。另一方面,LO模式的位置从约1 230 cm^-1（厚度约为1.5 nm）改变为1 244 cm^-1 左右（厚度约为4.5 nm）。根据红外光谱峰的偏移,认为超薄和极薄SiO_x复合结构并不均匀。对红外光谱获得的结果进行了反褶积处理并获取相关信息。用次级离子质谱分析法（SIMS,Secondary Ion Mass Spectrometry）考察了试样的原子组成,发现NH键的数量也与技术条件相关。基于记录的试样X-反射率数据的理论处理结果,用原始方法确定了材料的结构性质、层密度、表面粗糙度以及相应界面,并将所得结果与原子力显微镜所获得的结果进行了对比和讨论。借助于深能阶瞬态光谱学中的电荷变形,证实HCN溶液对二氧化硅/硅界面密度的强钝化影响。钝化后,发现新形成的界面深处缺陷阱其密度可以忽略不计,这是因为其形成原因与钝化过程中在界面处引入的NH原子对存在相关。     

Ce和W对444铁素体不锈钢耐点蚀性的影响

采用浸泡失重法和电化学方法研究Ce和W对铁素体不锈钢在含Cl-溶液中耐点蚀性能的影响,并通过恒电位极化法测定不同Ce和W含量的铁素体不锈钢临界点蚀温度(CPT)。结果表明,W和Ce都可显著抑制铁素体不锈钢在FeCl₃溶液中的腐蚀溶解,且含W的不锈钢蚀坑坑底有W元素富集。Ce和W的添加提高了不锈钢在5%NaCl溶液中的临界点蚀温度,并且当W的质量分数达到1%时,可以显著增强蚀坑的再钝化能力。添加Ce和W可提高不锈钢的点蚀电位,降低腐蚀电流密度,提高不锈钢的耐点蚀性能。不同成分的铁素体不锈钢在中性氯溶液中都表现出稳定的钝态,而Ce和W的添加可以提高钝化膜的稳定性,扩大钝化区范围。