無鉻鈍化研究進(jìn)展華南理工大學(xué)材料學(xué)院盧錦堂孔綱

1、無鉆鈍化研究進(jìn)展華南理工大學(xué)材料學(xué)院盧錦堂孔綱1. 熱鍍鋅層的白銹與鈍化1.1白銹的產(chǎn)生與鈍化膜（1）口銹的產(chǎn)牛機(jī)理“氧濃差腐蝕電池'原理陽(yáng)極反應(yīng)為：zn-> zn2+ + 2e：陰極反應(yīng)為：02 + 4e + 2h2o-* 40h-；總反應(yīng)為：2zn+o2+2h2o- 2zn（oh）2 （門、疏松）起保護(hù)作用的堿式碳矗鋅不能生成（2）鈍化膜的作用和要求鈍化膜阻滯陽(yáng)極反應(yīng)和（或）陰極反應(yīng)（見右圖），延遲口銹出現(xiàn)時(shí)間成膜要求：黏附牢固，連續(xù)均勻，絕緣性好，不溶于水，色澤合適鈍化液要求：水溶性，穩(wěn)定1.2常規(guī)珞酸鹽鈍化機(jī)理:由三價(jià)俗和六價(jià)悟形成的07金屈混合物鈍化膜組成，其中三價(jià)俗作

2、為骨架，而六價(jià)鉆（俗 酸鹽離了）很容易從鈍化膜中滲岀來作為緩蝕劑,使膜層具有“自愈”能力。特點(diǎn)：隔絕、自愈、結(jié)合力好優(yōu)點(diǎn)：使用濃度低（批量熱鍍鋅用0.10.2%）、成本低、耐口銹效果好。缺點(diǎn)：六價(jià)珞鹽洋性高且致癌。部分餡酸鹽鈍化產(chǎn)品已在歐美國(guó)家禁用。1.3俗酸鹽鈍化的替代物有機(jī)物方面：植酸、疑乙叉基二麟酸、單寧酸、二氨基三氮雜茂（bat4）及其衍生物、苯駢 三氮喘（bta）、季錢鹽等；無機(jī)鹽方而：磷酸鹽、鉗酸鹽、餌酸鹽、硅酸鹽、鉆鹽、鉆鹽、稀上鹽等；無機(jī)鹽+有機(jī)物方而：水溶性內(nèi)烯酸樹脂+鉗酸鹽、硅烷+稀上鹽、bta+餌酸鹽等。2. 有機(jī)物涂層2.1水溶性樹脂類水溶性樹脂類包括內(nèi)烯酸樹脂、聚胺脂

3、、環(huán)氧樹脂等，單獨(dú)用易產(chǎn)生微裂紋丙烯酸樹脂膜的微裂紋2.2吸附作用與螯合物類輕乙叉基二麟酸是一種重要的金屈緩蝕劑、螯合劑，z1f+可與hedp在金屈表而形成銘合物 的沉淀膜生成了一層最人厚度為3nm的保護(hù)性三氮雜茂鋅膜億nbat4),為不溶性有機(jī)復(fù)合物薄膜膜 內(nèi)分子以配位形式與金屈慕體結(jié)合構(gòu)成屏蔽層植酸是金屬的優(yōu)良緩蝕劑，金屬農(nóng)面處理的理想螯合劑，植酸在金屬農(nóng)面同金屬絡(luò)合吋，易 形成一層致密的單分子有機(jī)保護(hù)膜，能有效地阻止02等進(jìn)入金屈表面，從而抑制金屈的腐蝕 2.2吸附作用與螯合物類(續(xù))bta屈于混合型緩蝕劑，在鋅的表而上發(fā)生吸附，能與金屬鋅形成螯合官能團(tuán)。這些物質(zhì)在 鋅層表血形成穩(wěn)定、不

4、溶性的金屬螯合物.單寧酸的大量疑基經(jīng)配位鍵與鍍鋅層表面生成致密的吸附保護(hù)膜.季鞍鹽是以其陽(yáng)離子基團(tuán)吸附丁 zn表面而起緩蝕作用的，通過有選擇性地吸附于zn表面的 陽(yáng)極區(qū)，抑制zn的陽(yáng)極溶解反應(yīng)，從而起到緩蝕作用。2.3硅烷有機(jī)官能團(tuán)硅烷含有x3si(ch3)2y結(jié)構(gòu)，這里x代表可水解基團(tuán)，y代表有機(jī)官能團(tuán)。有機(jī) 官能團(tuán)硅烷在水中水解為硅醇si-oh,硅醇疑基在金屬基體表面形成氫鍵，進(jìn)一步起脫水反應(yīng) 而形成-si-o-m (m為金屬基體表而)共價(jià)鍵，并在其表而形成覆膜；硅烷水解產(chǎn)物硅醇分子間 乂可相互縮合為si-0-si鏈，聚合形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的膜覆蓋在基材表而，這層膜易與外涂層相容, 具有抗外界酸

5、、堿、鹽等腐蝕的特性3. 無機(jī)物鈍化一化學(xué)轉(zhuǎn)化膜3.1磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜3.2鉗酸鹽轉(zhuǎn)化炭3.3稀土飾鹽轉(zhuǎn)化膜3.1磷酸鹽轉(zhuǎn)化炭(磷化膜)(1) 磷化膜重量隨磷化時(shí)間的變化單位面積的磷化膜重量隨磷化時(shí)間的變化關(guān)系(2) 磷化膜的生氏過程，掃描電鏡(sem)分析熱鍍鋅層不同磷化時(shí)間后磷化膜的sem形貌(3) 熱鍍鋅層表而典型磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜形貌(4) 覆蓋率隨磷化時(shí)間增加而增加(5) 耐蝕性隨磷化吋間、覆蓋率增加而提高(6) 磷化膜的成分和組成和(eds及xrd分析)磷化膜x射線衍射(xrd)分析(7) 磷化長(zhǎng)時(shí)間后粗大的磷酸鹽晶體發(fā)牛折斷和脫落粗大的磷酸鹽晶體發(fā)生折斷和脫落3.2鉗酸鹽轉(zhuǎn)化膜(2) 鈍化

6、溫度對(duì)鈍化膜耐蝕性的影響(3) 鈍化時(shí)間對(duì)鈍化膜耐蝕性的影響(4) 鈍化膜的增重及鉗含量的變化(5) 鉗酸鹽轉(zhuǎn)化膜的微觀形貌(6) 鉗酸鹽鈍化膜表面成分,aes, xps(7) 鑰酸鹽鈍化膜成分沿深度的變化,xps(8) 鈍化膜中鉗的還原，表而6價(jià)，內(nèi)部4、6價(jià)鈍化脫的耐鹽霧腐蝕性能(10)鈍化膜腐蝕后形貌3.3稀土歸鹽轉(zhuǎn)化膜轉(zhuǎn)化膜增重與處理時(shí)間的關(guān)系(4)稀土膜表血及沿深度變化的成分,aes稀土脫耐蝕性與處理時(shí)間的關(guān)系4. 鈍化膜的改性口的:提高耐蝕性(與珞酸鹽比)，控制色澤和成本途徑:減少或消除孔隙；提高黏附性和膜厚；增加緩蝕和自愈作用4.1丙烯酸樹脂膜的鉗酸鹽改性4.2磷酸鹽的鉗酸鹽改性4.3硅烷的鐘鹽改性4.4納米硅溶膠加內(nèi)烯酸樹脂4.1丙烯酸樹脂膜鋼酸鹽(2) 丙烯酸樹脂鉗酸鹽改件膜裂紋內(nèi)外成分(3) 丙烯酸鉗酸鹽改性膜中mo的xps圖譜(4) 改性的內(nèi)烯酸樹脂的耐濕熱試驗(yàn)4.2鉗酸鹽改性磷酸鹽膜(2) 鉗酸鹽改性磷酸鹽膜的生長(zhǎng)(3) 鉗酸鹽改性磷酸鹽膜的極化曲線(4) 鉗酸鹽改性磷酸鹽膜電化學(xué)極化參數(shù) 鈕酸鹽改性磷酸鹽膜的nss腐蝕試驗(yàn)結(jié)果4.3硅烷膜的舖鹽改性(2) 硅烷、飾鹽和硅烷+鈍鹽膜的電化學(xué)極化參數(shù)(3) 硅烷、缽鹽和硅烷+肺鹽膜的nss腐蝕試驗(yàn)結(jié)果4.4納米硅溶膠加內(nèi)烯酸樹脂硅溶膠