锡镀层钨-硫彩色簇合物膜的红外光谱和光电子能谱表征

目前,关于金属镀层表面钨-硫彩色簇合物功能修饰膜的研究较少.在Stb32钢板表面电镀锡,利用(N H4)2WS4溶液与锡镀层表面发生配位化学反应,得到钨-硫彩色簇合物膜,膜层具有金属光泽,加热处理后其颜色发生变化.用红外光谱(FT-IR)、远红外光谱(F-IR)、拉曼光谱(FT-Raman)和光电子能谱(XPS)和俄歇电子能谱(AES)研究了簇合物膜层的组成、结构和反应机理.结果表明,簇合物膜中存在W-S-Sn配位键、端基W-S和端基W-O键;膜层由W,S,Sn和O元素组成,在膜层表面W,S,Sn,O分别呈W6,S6,S4,S2-,Sn2+,O2-形式;在膜内层W6+,W4+共存,其他元素分别呈Sn2+,S2-,O2-形式;膜为多分子层结构,膜层厚150～260 nm,其中红棕色膜层的组成(原子分数)为29.5 ％Sn,21.2％W,32.5％S,16.8％O.     

钛膜表面氧气氧化层研究

研究了钼基钛膜表面氧气氧化工艺;用XRD分析了氧气氢化层的物相,其物相随氧化条件而异,含有Ti、TiO2、TiO、Ti2O、Ti3O和Ti6O等多种物相;用XPS研究了氧气氧化层钛的主要价态,其主要价态为 4、 3和 2价;用AES深度剖析研究了氧气氧化层的厚度,并研究了温度、氧气压力和时间对氧气氧化层厚度影响的规律;所有氧气氧化层均不与腐蚀介质发生作用,证明了该氧化层致密连续.     

锌表面Mo（W）—S—Zn族合物转化膜的XPS和AES研究

在锌表面获得了多种没颜色且具有金属光泽的不溶性Ｍｏ（Ｗ）－Ｓ－Ｚｎ簇合物的转化膜。所获膜人有良好的耐蚀性能和装饰效果，加热处理后颜色将发生变化，加速腐蚀试验结果表明，金黄色膜耐蚀性最佳。ＦＴ－ＩＲ，ＦＴ－Ｒａｍａｎ，ＸＰＳ和ＡＥＳ分析表明，该膜层厚度久为６０ｎｍ，钼在膜表面的价态为＋６价，而在膜内则以＋６、＋４价共存。从ＡＥＳ深度分布曲线可知，其组织为３２．５％Ｚｎ、１９．３％Ｍｏ，３９．４％Ｓ，     

Ti-2Al-2.5Zr合金在300℃碱性水中氧化的表面分析

利用原位 AES深度分析 ,XRD,和 XPS方法研究了 Ti- 2 Al- 2 .5 Zr合金在 30 0℃碱性水中氧化 130 0 0 h所形成的氧化膜的结构、成分和价态 ,及其随深度的变化。结果表明 ,氧化膜是由板钛型 Ti O2 、Al2 Ti O5(Ti O2 ·Al2 O3) ,Ti3O5,Ti2 O3和 Ti O所组成 ,氧化膜由表面到基体基本是按以上顺序交迭构成。通过 XPS和原位 AES分析发现钛合金表面形成由 Ti O2 ,Al2 Ti O5(Ti O2 ·Al2 O3) ,Ti3O5组成的较为稳定的厚约 80 0 nm的 Ti4 + (Ti O2 )层 ,随深度的增加出现了 Ti3+ (Ti3O5,Ti2 O3)和 Ti2 + (Ti O) ,直至基体 ,氧化膜总厚度约 30 0 0 nm。     

硅酸钠模数对热镀锌件转化膜耐蚀性的影响

为了确立单独硅酸钠形成膜与硅酸钠模数的关系,将热浸镀锌钢板浸入硅酸钠溶液中,在其表面获得了连续透明的保护膜.采用俄歇电子能谱(AES)进行剥层分析,通过塔菲尔极化、电化学阻抗谱(EIS)和中性盐雾试验(NSS)研究了膜层的形貌组成及其耐蚀性能.结果表明:以硅酸钠模数(SiO2/Na2O摩尔比)为1.00～4.00的硅酸钠溶液(含50 g/L SiO2)处理锌层表面形成的化学转化膜,膜层主要含Si,O,Zn元素,其耐蚀性有所提高;当模数≤3.50时,膜的耐蚀性随模数的增大而显著提高,模数为3.50时膜具有最好的耐腐蚀性能.     

钛合金表面阳极氧化着色及摩擦学特性研究

为了改善钛合金(TC4)的表面处理工艺,在钛合金表面获得均匀、绚丽的色光效果,提高钛合金的耐磨性,增进钛合金的功能性和色彩美。利用直流脉冲稳压电源对钛合金在0.15 mol/LH_3PO_4+0.1 mol/LH_2O_2混合溶液中进行阳极氧化着色处理,分析了电解电压及前后处理对着色氧钛薄膜颜色和性能的影响。采用光学显微镜和扫描电镜、维氏显微硬度计和球盘摩擦磨损试验机等分析了氧化膜的颜色、表面形貌、氧化膜的显微硬度和摩擦磨损性能。研究结果表明:表面预处理影响钛合金阳极氧化着色效果;封孔后处理可以有效提高氧化膜的抗污染能力。电压是决定氧化膜颜色最主要的因素,氧化膜颜色随电解电压呈规律性的变化;在电压为50 V时,钛合金阳极氧化膜具有最优异的力学性能和耐摩擦磨损性能。在钛合金表面通过阳极氧化制备一层光滑且致密的氧化钛膜,可显著提高钛合金的显微硬度和耐磨损性能,同时使之具有不同的颜色增加其装饰效果和艺术价值,不但节约着色成本,还可以扩大其应用范围,具有重要的经济意义。     

高频等离子体阳极氧化铝膜的特性

将真空蒸发沉积的铝膜 ,在一台高频等离子体辉光放电的装置中进行阳极氧化。铝膜表面氧化层的特性用XRD、XPS、AES和四探针法测定。结果表明 ,铝膜表面氧化层结构是γ -Al2O3 ,晶格常数ao =0.79124nm。室温电阻为6.56～0 .11Ω/□或1256.4～4.81Ω/□ ,低温电阻(77～273K)为0.18～0 .38Ω/□。     

M2高速钢的影响表面复合强化的研究

对比了分别经可控渗氮、离子注入形成TiN及可控渗氮 +离子注入Ti2 +后 ,M2高速钢零件(精冲模 )的寿命实验 .结果表明 ,采用可控渗氮 +离子注入Ti2 +的复合处理工艺 ,可使零件的使用寿命获得明显提高 .断口分析、表面硬度测试、金相分析、XRD和AES分析表明 ,寿命的提高是由于 :①用Jonsson经验公式测得的该TiN注入层的真实硬度为HV3 0 0 0 ,TiN的超高硬度是寿命提高的根本原因 .②该复合工艺可使M2高速钢表面TiN注入层获得较厚较硬的氮化过度层 ,增强了膜基间的结合力 ,从而提高了零件的抗磨损和抗冲击性能 .③渗氮层增加了钛离子的注入深度 ,获得了更宽的TiN改性层 ,用JT -PRII所得到的模拟计算结果与此吻合得很好 .     

预处理对镁合金磷酸盐化学转化膜的影响

镬合金在磷酸盐化学转化膜处理前进行预处理,可以提高其转化膜的防腐蚀能力,增强转化膜与底层的结合力.为此,研究了3种预处理的影响,并与未预处理的状况进行了比较.利用扫描电子显微镜(sEM)、X射线衍射仪(XRD)以及全浸湿等分析试验手段,研究了4种不同的预处理对镁合金磷酸盐化学转化膜层的表面形貌、物相以及抗腐蚀性能的影响.结果表明:经过工艺为NaOH+NaF/HF+C2H6O2/NaOH的表面预处理可以使磷酸盐膜层更光滑、致密,抗腐蚀性能更好.     

镀锌层三价铬钝化膜腐蚀行为的研究

通过盐雾试验、扫描电镜、电化学测试和X射线光电子谱(XPS)等手段,研究了三价铬盐(TC)和三价铬盐加丙烯酸树脂(TCA)两种钝化液制得钝化膜的腐蚀行为及其耐蚀机理.结果表明,热浸镀锌层经TC、TCA钝化处理后,均能有效提高其抗腐蚀能力;SEM发现TC钝化膜表面出现微裂纹,TCA钝化膜表面呈网状的胞状组织覆盖于镀锌层之上,这种致密性好、稳定性高的膜层起到了更好的机械隔离作用,并能抑制钝化膜中微裂纹的产生,所以耐蚀性能大大提高;XPS分析表明,TC及TCA钝化膜层铬是以CrOOH或Cr(OH)3三价存在.此外,TCA膜层中还含有四价C、五价N.     

电沉积Zn-Ni合金纳米多层膜的耐蚀性能

为了研究Zn-Ni合金纳米多层膜的耐蚀性能,制备了纯锌、锌镍合金及镍含量不同的锌镍合金纳米多层膜3种镀层.采用中性盐雾试验、浸泡试验和电化学试验法对锌镍合金多层膜的耐蚀性进行了研究.采用EDAX、锌镍合金相图、扫描电镜,对多层膜的成分、相结构和镀层的表面形貌进行了研究.结果表明:合金多层膜是由含镍量为14%左右的低镍层和含镍量为77%左右的高镍层叠加而成,其低镍层的相结构主要为γ相,高镍层的相结构为γ+α2种相组织的混合相;多层膜表面较为致密,无明显的缺陷组织,其调制波长为366 nm左右,其耐蚀性能优于纯锌镀层和锌镍合金镀层.     

有机为主复合钝化的综合对比研究与展望

基于镀锌层表面无铬钝化技术,从钝化膜性质、钝化液稳定性和成膜耐蚀机理3大方面,总结了以硅烷、单宁酸和植酸为主要成膜物质的3种有机为主的复合钝化体系的优缺点。结果得出耐蚀性最优的体系为硅烷体系,且硅烷体系稳定性最好。单宁酸、植酸体系都能通过不同复配方法得到较丰富的颜色,但表面状态差。单宁酸和植酸体系耐蚀机理类似,钝化液环境导致单宁酸或植酸与Zn²⁺反应生成配合物并形成螯环附着于基体表面,而硅烷可以分别与有机缓蚀剂、无机复配离子反应,形成Si-O-M共价键。列举了各体系的最佳配伍原则。通过综合对比得到硅烷体系作为主要成膜物质应用前景较好,其膜层耐蚀性优良、膜层结构最稳定、表面状态的缺陷最少,可与多种类型的缓蚀剂有协同缓蚀作用,得到的膜层具有良好的耐蚀性和自修复性。     

K3[Fe(CN)6]浓度对PEO法制备硫改性Fe3O4膜层结构和降解性能的影响

为了提高铁基类Fenton催化剂的活性,利用等离子体电解氧化法在钛合金上制备出了硫改性Fe3O4膜层类Fenton催化剂,研究了电解液中铁源K3[Fe(CN)6]的浓度对膜层的结构组成和降解苯酚性能的影响.采用SEM、EDS和XRD对催化剂的表面形貌和相组成进行了表征,以苯酚为目标降解物评价其类Fenton催化活性.结果 发现:增加电解液中K3[Fe(CN)6]的浓度,膜层内Fe3O4组分增多,含硫基团减少,膜层表面孔洞的孔径大小和数目也会发生改变.苯酚降解试验表明硫改性Fe3O4膜层在近中性条件下具有良好的催化活性.     

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。     

多层界面聚合法制备质子传导膜研究

以多乙烯多胺类物质和均苯三甲酰氯为反应单体,采用多层界面聚合方法制备质子传导膜.在聚偏氟乙烯超滤膜表面进行多层界面聚合反应形成离子选择性分离膜,该膜具有质子传导能力和VO2+离子阻隔能力.通过系统研究水相溶液中单体种类对质子传导膜性能的影响,结果表明,以四乙烯五胺为水相单体制得的质子传导膜电化学性能较优,其电导率达到8.0×10-3 S/cm;VO2+离子扩散系数降低了一个量级,达到2.4×10-12 m2/s;离子选择性系数60,较改性前提高2.2倍.研究发现,膜的离子选择性和膜致密层高分子链结构电荷密度之间存在相关性.     

镁合金微弧氧化绿色陶瓷膜的制备

为了开发更多颜色的微弧氧化陶瓷膜层,通过试验在AZ91D镁合金表面制备出了绿色陶瓷膜层,分别研究了着色盐K2Cr2O7添加量为0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2,1.4g/L时和微弧氧化时间为5,10,20,30,40 min时对陶瓷膜的影响规律.结果表明:在10 g/L NaAlO2、1 g/L K2Cr2O7、少量NaOH和H2O2的电解液中进行微弧氧化着色反应,可以得到颜色均匀、致密性较好的绿色陶瓷膜层;陶瓷膜颜色的深浅可以通过微孤氧化时间来控制,微弧氧化时间越长,所得到的膜层颜色越深.绿色氧化膜的成分主要由MgO、Al2O3和MgCr2O4组成,其中MgCr2O4是使膜层产生颜色的物质.     

镁合金表面草酸盐化学转化膜的性能

镘合金经化学转化处理后能提高其表面涂装的附着力和转运过程中的耐蚀性,已有的成熟铁合金表面膜的制备技术多含Cr6+类重金属离子,污染环境,不利于镁合金的回收利用.为了扩大镁合金在3C产品上的应用,研究了镁合金草酸盐化学转化膜处理工艺.借助表面分析技术和相关标准对此进行了研究.结果表明:镁合金表面形成的草酸盐化学转化膜呈乳白色,膜由均匀、细小、较致密的颗粒构成.表面经处理的镁合金经50次擦拭无颜色变化,试样表面电阻小于0.1 Q,盐雾试验超过24 h,性能均达到IBM使用标准.     

钛表面等离子体氧化及其对细胞粘附增殖的影响

采用真空射频辉光放电技术对喷砂酸蚀工艺处理后的钛表面进行了等离子体氧化处理,利用扫描电子显微镜、接触角测量仪及X射线光电子能谱仪研究了氧化膜对钛表面形貌和亲水性的影响以及其化学组成和价键状态;同时通过体外细胞培养研究了钛表面等离子体氧化膜对细胞粘附增殖的影响。结果表明:等离子体氧化处理保留了钛表面喷砂酸蚀形成的微观孔洞结构,获得了平均接触角低于10°的超亲水性表面;钛表面出现Ti 4+、Ti 3+和Ti 2+离子,其中主要以Ti 4+存在;相比未氧化的钛表面,氧化后的钛表面对成骨细胞的粘附增殖有更显著的促进作用,这表明钛表面等离子体氧化膜具有很好的润湿性,利于细胞的粘附增殖。     

铝合金表面复合硅烷化膜层的制备和表征

为了提高铝合金表面的耐蚀性和与有机涂层的粘接耐久性,首先对铝合金进行水煮(65℃、15 min)处理,在其表面形成富含羟基氢氧化物层,然后经两步浸涂后再高温固化(100℃×60min),在被氧化的铝合金表面形成了双-[3-(三乙氧基)硅丙基]四硫化物(BTSPS)和γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)复合硅烷化膜层.用反射吸收红外光谱、俄歇电子能谱(AES)和扫描电子显微镜(SEM)对复合膜层进行分析和表征.结果表明,在富含羟基氢氧化物的铝合金表面与BTSPS内膜层形成Al-O-Si共价键网络,BTSPS内层与GPTMS外层形成Si-O-Si共价键网络,环氧乙基位于复合膜层最外层.     

钛阳极氧化膜的着色研究

TA2型纯钛植入材料在葡萄糖酸钠电解液中阳极氧化可得到丰富的色彩,增强了钛植入体的美观性和功能性.分析表明:工艺参数对氧化膜质量有着重要的影响.电压是影响膜层色彩的最主要的因素,颜色随着电压的变化而发生规律性的改变.经X射线衍射分析,纯钛表面经阳极氧化处理后,其表面生成了一层非晶态的氧化钛薄膜,并且钛晶体的各个表面沿不同结晶方向的腐蚀速率不相同.通过对氧化膜层显微观察和耐蚀性研究,证明阳极氧化及热处理可大大提高钛氧化膜在模拟体液中的热力学稳定性和耐蚀性,且适当的热处理可使非晶态的钛氧化膜转化为稳定的二氧化钛.