金属表面植酸转化膜研究进展

化学转化膜技术是金属物件表面处理中应用较为广泛的一项技术,可使金属物件得到较好的防护,可用于金属防腐、耐磨、减摩、涂装底层,其应用涉及汽车制造、家电以及五金构件加工等诸多行业。化学转化膜技术作为最常用的金属表面预处理技术,因工艺简单、效果显著、沉淀均匀、成本低且膜的厚度易控制等优势而受到越来越多的关注。传统的铬酸盐和磷酸盐转化处理方法会对环境产生持久性危害,因而已逐步被绿色环保的方法取代。目前,金属表面绿色前处理技术的开发和应用已成为该领域十分重要的研究方向。经过十几年的努力,研究人员相继开发了各类环境友好型转化膜。本文针对无铬化学转化膜,从锆盐、钛盐、钒盐、钼酸盐、锡酸盐、铌盐和稀土元素类转化膜等的制备工艺、防腐蚀效果等方面阐述了无铬化学转化膜的研究进展。虽然,无铬转化新技术有一定的实践应用,但作为防腐蚀技术而言,单一使用该技术的效果并不理想,还需要与其他方法相结合并加以改进。本文重点分析了植酸转化膜的沉积机理、影响因素及改进技术发展。植酸是从植物中提取的无毒天然有机大分子,分子中含有能够与金属离子发生螯合作用的六个磷酸基,每个磷酸基中又有两个羟基和四个氧原子,可在较宽的pH值范围内与大多数二价及以上的金属离子螯合形成稳定的配合物。植酸作为金属表面化学转化膜成膜材料在金属腐蚀与防护领域的应用越来越广泛。大量研究结果表明,金属在植酸处理液中通过电化学反应,使金属表面的金属离子与植酸分子发生螯合作用,沉积形成植酸化学转化膜。植酸化学转化膜的研究涉及多种金属如镁合金、钢、铁等。本文通过分析植酸转化膜的制备过程,总结了影响转化膜表面形貌和耐蚀性的三个主要因素,即植酸的浓度、处理液的pH值和处理时间;同时还归纳了单一植酸转化膜存在的不足,如膜层表面存在微小裂纹、膜层较薄、耐蚀时间较短、耐腐蚀效果不佳等。研究表明,提高植酸转化膜保护效率的途径有碱预处理、热后处理及与金属离子协同等改进技术,以及同其他转化膜复合、同其他物质复合等复合方法。此外,还展望了植酸在金属表面转化处理的发展前景。