無鉻彩色鈍化工藝的優(yōu)化及其性能的研究
發(fā)布時間:2021-05-31 13:41
電鍍鋅是應(yīng)用比較廣泛的金屬防腐蝕措施之一。為了進(jìn)一步提高工件的耐腐蝕性,電鍍后要進(jìn)行鈍化處理。在工業(yè)中應(yīng)用比較廣泛的是六價鉻鈍化和三價鉻鈍化,但是鉻酸鹽不管是對人體還是對環(huán)境危害很大。為了減少鈍化液的危害,無鉻鈍化逐漸取代了鉻酸鹽鈍化。單獨的無機(jī)鹽或有機(jī)化合物鈍化所生成的鈍化膜的耐腐蝕性能并不理想。而復(fù)合鈍化中有機(jī)物和無機(jī)鹽之間的相互配合,所得到的鈍化膜具有很強(qiáng)的延緩腐蝕能力,有的甚至接近或超過鉻酸鹽鈍化。本文所采用的是單寧酸—硅酸鈉復(fù)合鈍化,通過有機(jī)與無機(jī)的協(xié)同作用來提高鈍化膜的耐腐蝕性能。單因素實驗確定鈍化膜各組分的最佳含量范圍,然后通過正交實驗確定鈍化液的最佳配比。單寧酸—硅酸鈉復(fù)合鈍化最佳工藝為:7 g/L C76H52O46、5g/L Na2SiO3·9H2O、6mL/L TiCl3、15mL/L H2O2、8 mL/L H3PO4、4m...
【文章來源】:昆明理工大學(xué)云南省
【文章頁數(shù)】:99 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
植酸與金屬基體結(jié)合圖[28]
昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文32大時,圓弧的半徑就比較的大,從而得到鈍化膜的抗腐蝕性能非常好。通過交流阻抗譜,還可以擬合測試樣品的等效電路圖,通過等效電路圖來計算出不同工藝下鈍化膜電阻的大小,從而比較鈍化膜耐腐蝕性的好壞。如圖2.4為Nyquist圖中純電阻體系、純電容體系和純感抗體系的交流阻抗示意圖。圖2.3純電阻體系、純電容體系和純感抗體系的交流阻抗圖[47]Fig.2.3SchematicdiagramofACimpedanceofpureresistancesystem,purecapacitancesystemandpureinductionsystem2.5鍍鋅無鉻鈍化膜表面形貌及能譜分析鍍鋅層無鉻鈍化膜的表面形貌對鈍化膜的耐腐蝕性有一定的影響。鈍化膜的平整度決定著鈍化的均勻性,鈍化膜的致密性決定著鈍化膜的質(zhì)量,鈍化膜的空隙及裂紋決定著鈍化膜是否有好的耐腐蝕性能。因此,鈍化的形貌對鈍化膜的綜合性能有很大的影響。而用人眼觀察鈍化膜只能看到其宏觀的顏色和鈍化的平整度,對膜內(nèi)部的裂紋和孔隙無法觀察到。此時需要借助一些精密儀器來輔助觀察。本論文中對鈍化膜微觀形貌的觀察采用日立S-3400N型掃描電子顯微鏡,通過放大一定的倍數(shù)對鈍化膜進(jìn)行觀察分析,通過配合使用的EDS能譜儀對鈍化膜的元素進(jìn)行半定量分析。從而可以得到不同工藝下各個元素的含量。通過紅外光譜分析鈍化膜中所含的官能團(tuán)及化合鍵,分析鈍化膜所含有機(jī)物及無機(jī)物從而知道鈍化膜的成膜機(jī)理。2.6鍍鋅無鉻鈍化膜顏色定量表征鍍鋅層無鉻鈍化膜在某些應(yīng)用中需要其外觀顏色來裝飾,鈍化膜外觀顏色的均勻性也是評價鈍化膜質(zhì)量的另一個標(biāo)準(zhǔn)。在日常中,人們對顏色的感官都是通過我們的眼睛進(jìn)行觀看,這往往會帶有個人的感情色彩,而沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。
第三章鍍鋅層無鉻鈍化工藝確定37圖3.2鈍化液中單寧酸濃度對鈍化膜耐蝕性的影響Fig.3.2Effectoftannicacidconcentrationonthecorrosionresistanceofpassivationfilminpassivationsolution綜合圖3.1和圖3.2可知,單寧酸為主要的成膜劑,由于單寧酸的特殊性質(zhì)單寧酸可以與金屬離子反應(yīng)生成鈍化膜,附著在基材表面。當(dāng)鈍化液中沒有單寧酸時,鍍鋅層沒有單寧酸與金屬的螯合物,與腐蝕介質(zhì)接觸時會很快的發(fā)生腐蝕,單寧酸含量較小時,鈍化膜比較的薄,腐蝕物很輕松透過鈍化膜,與內(nèi)層的基材發(fā)生反應(yīng)。單寧酸達(dá)到合適的量時鈍化膜分布比較均勻致密,有一定的厚度,鈍化膜對基體起到保護(hù)作用。當(dāng)與腐蝕介質(zhì)接觸時腐蝕介質(zhì)很難穿過鈍化膜。隨著單寧酸的增加,在相同的鈍化時間內(nèi)反應(yīng)加快,生成的單寧酸絡(luò)合物增多,大量地附著在基材上,使鈍化膜疏松,甚至出現(xiàn)缺陷,腐蝕介質(zhì)與鈍化膜缺陷接觸時,基體在很短的時間內(nèi)發(fā)生腐蝕,對基體并沒有起到保護(hù)作用。因此,合適的單寧酸含量可以有效地促進(jìn)鈍化膜的生長,生成耐腐蝕性能好及致密的鈍化膜。3.2.1.2硅酸鈉不同含量對鈍化膜綜合性能的影響硅酸鹽由于環(huán)境友好,無污染,廣泛地應(yīng)用于工業(yè)鈍化。在酸性的鈍化液中鋅發(fā)生溶解,由于單質(zhì)鋅的溶解和pH值的升高,鈍化液中生成不易溶解的氫氧化物,最終脫水后轉(zhuǎn)化為氧化物,成為鈍化膜的一部分;另一方面鈍化溶液中存在有Si-OH鍵所組成的陰離子基團(tuán)在硅酸鹽中。附著在基材上,最終形成鈍化膜。圖3.3為不同含量的硅酸鈉對鈍化膜的顏色與光亮度的影響。如圖所示,在硅酸鈉含量為0g/L時,鍍鋅層幾乎沒有鈍化膜生成,有大片的鍍鋅層裸露在空氣中。硅酸鈉含量為2g/L時,鈍化膜發(fā)霧,且鈍化膜不完整,有部分鍍鋅層暴露在空氣中。當(dāng)硅酸鈉的含量為4g/L時,鈍化
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]碳鋼化學(xué)鍍鎳層無鉻鈍化工藝的研究[J]. 楊春. 電鍍與環(huán)保. 2018(01)
[2]鉬酸鹽與硅酸鹽復(fù)合鈍化膜耐蝕性的研究[J]. 陳志康,陳春錦,范志遠(yuǎn),黃志鋒,潘春陽,葉錦輝. 電鍍與環(huán)保. 2018(01)
[3]硅烷偶聯(lián)劑對熱鍍鋅鋼板無鉻鈍化液性能的影響[J]. 張琪,伍林,童坤,李澤亞,劉盈,張軍鋒,舒沙沙,柳家明,饒文昊. 電鍍與涂飾. 2017(20)
[4]電鍍鋅板鉬酸鹽體系鈍化膜的制備和腐蝕性能研究[J]. 李敏,范欣,李萍,王彬. 熱加工工藝. 2017(18)
[5]熱鍍鋅雙硅烷無鉻鈍化成膜機(jī)理及膜層性能研究[J]. 郭太雄,劉常升,徐權(quán),王雷,周一林. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 2017(05)
[6]金屬表面無鉻鈍化研究進(jìn)展[J]. 紀(jì)憶,張永海. 電鍍與涂飾. 2017(12)
[7]熱浸鋅層植酸/硅烷復(fù)合鈍化膜及其耐蝕性能[J]. 于澤騰,胡會利,韓雪,張晉瑜. 材料保護(hù). 2017(05)
[8]熱浸鍍鋅層有機(jī)物-無機(jī)物復(fù)合鈍化工藝優(yōu)選及其性能[J]. 郭鳳廣,范云鷹,王波. 材料保護(hù). 2017(04)
[9]鍍鋅層硅酸鹽及有機(jī)硅鈍化研究進(jìn)展[J]. 鄧碧鑫,張金生,毛祖國,史志民,史晗,張德忠. 電鍍與精飾. 2016(07)
[10]鍍錫板鎢酸鹽鈍化工藝[J]. 王守兵,高虹,馬夢迪. 電鍍與環(huán)保. 2015(05)
博士論文
[1]離子液體與固體界面的分子模擬:纖維素溶解與碳納米管分散[D]. 霍鋒.北京化工大學(xué) 2013
碩士論文
[1]熱浸鍍鋅及硅酸鹽/鉬酸鹽鈍化工藝研究[D]. 衛(wèi)明.昆明理工大學(xué) 2017
[2]一種環(huán)保型硅酸鹽鈍化液的配制與耐腐蝕性能研究[D]. 田裕昌.廣東工業(yè)大學(xué) 2015
本文編號:3208371
【文章來源】:昆明理工大學(xué)云南省
【文章頁數(shù)】:99 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
植酸與金屬基體結(jié)合圖[28]
昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文32大時,圓弧的半徑就比較的大,從而得到鈍化膜的抗腐蝕性能非常好。通過交流阻抗譜,還可以擬合測試樣品的等效電路圖,通過等效電路圖來計算出不同工藝下鈍化膜電阻的大小,從而比較鈍化膜耐腐蝕性的好壞。如圖2.4為Nyquist圖中純電阻體系、純電容體系和純感抗體系的交流阻抗示意圖。圖2.3純電阻體系、純電容體系和純感抗體系的交流阻抗圖[47]Fig.2.3SchematicdiagramofACimpedanceofpureresistancesystem,purecapacitancesystemandpureinductionsystem2.5鍍鋅無鉻鈍化膜表面形貌及能譜分析鍍鋅層無鉻鈍化膜的表面形貌對鈍化膜的耐腐蝕性有一定的影響。鈍化膜的平整度決定著鈍化的均勻性,鈍化膜的致密性決定著鈍化膜的質(zhì)量,鈍化膜的空隙及裂紋決定著鈍化膜是否有好的耐腐蝕性能。因此,鈍化的形貌對鈍化膜的綜合性能有很大的影響。而用人眼觀察鈍化膜只能看到其宏觀的顏色和鈍化的平整度,對膜內(nèi)部的裂紋和孔隙無法觀察到。此時需要借助一些精密儀器來輔助觀察。本論文中對鈍化膜微觀形貌的觀察采用日立S-3400N型掃描電子顯微鏡,通過放大一定的倍數(shù)對鈍化膜進(jìn)行觀察分析,通過配合使用的EDS能譜儀對鈍化膜的元素進(jìn)行半定量分析。從而可以得到不同工藝下各個元素的含量。通過紅外光譜分析鈍化膜中所含的官能團(tuán)及化合鍵,分析鈍化膜所含有機(jī)物及無機(jī)物從而知道鈍化膜的成膜機(jī)理。2.6鍍鋅無鉻鈍化膜顏色定量表征鍍鋅層無鉻鈍化膜在某些應(yīng)用中需要其外觀顏色來裝飾,鈍化膜外觀顏色的均勻性也是評價鈍化膜質(zhì)量的另一個標(biāo)準(zhǔn)。在日常中,人們對顏色的感官都是通過我們的眼睛進(jìn)行觀看,這往往會帶有個人的感情色彩,而沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。
第三章鍍鋅層無鉻鈍化工藝確定37圖3.2鈍化液中單寧酸濃度對鈍化膜耐蝕性的影響Fig.3.2Effectoftannicacidconcentrationonthecorrosionresistanceofpassivationfilminpassivationsolution綜合圖3.1和圖3.2可知,單寧酸為主要的成膜劑,由于單寧酸的特殊性質(zhì)單寧酸可以與金屬離子反應(yīng)生成鈍化膜,附著在基材表面。當(dāng)鈍化液中沒有單寧酸時,鍍鋅層沒有單寧酸與金屬的螯合物,與腐蝕介質(zhì)接觸時會很快的發(fā)生腐蝕,單寧酸含量較小時,鈍化膜比較的薄,腐蝕物很輕松透過鈍化膜,與內(nèi)層的基材發(fā)生反應(yīng)。單寧酸達(dá)到合適的量時鈍化膜分布比較均勻致密,有一定的厚度,鈍化膜對基體起到保護(hù)作用。當(dāng)與腐蝕介質(zhì)接觸時腐蝕介質(zhì)很難穿過鈍化膜。隨著單寧酸的增加,在相同的鈍化時間內(nèi)反應(yīng)加快,生成的單寧酸絡(luò)合物增多,大量地附著在基材上,使鈍化膜疏松,甚至出現(xiàn)缺陷,腐蝕介質(zhì)與鈍化膜缺陷接觸時,基體在很短的時間內(nèi)發(fā)生腐蝕,對基體并沒有起到保護(hù)作用。因此,合適的單寧酸含量可以有效地促進(jìn)鈍化膜的生長,生成耐腐蝕性能好及致密的鈍化膜。3.2.1.2硅酸鈉不同含量對鈍化膜綜合性能的影響硅酸鹽由于環(huán)境友好,無污染,廣泛地應(yīng)用于工業(yè)鈍化。在酸性的鈍化液中鋅發(fā)生溶解,由于單質(zhì)鋅的溶解和pH值的升高,鈍化液中生成不易溶解的氫氧化物,最終脫水后轉(zhuǎn)化為氧化物,成為鈍化膜的一部分;另一方面鈍化溶液中存在有Si-OH鍵所組成的陰離子基團(tuán)在硅酸鹽中。附著在基材上,最終形成鈍化膜。圖3.3為不同含量的硅酸鈉對鈍化膜的顏色與光亮度的影響。如圖所示,在硅酸鈉含量為0g/L時,鍍鋅層幾乎沒有鈍化膜生成,有大片的鍍鋅層裸露在空氣中。硅酸鈉含量為2g/L時,鈍化膜發(fā)霧,且鈍化膜不完整,有部分鍍鋅層暴露在空氣中。當(dāng)硅酸鈉的含量為4g/L時,鈍化
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]碳鋼化學(xué)鍍鎳層無鉻鈍化工藝的研究[J]. 楊春. 電鍍與環(huán)保. 2018(01)
[2]鉬酸鹽與硅酸鹽復(fù)合鈍化膜耐蝕性的研究[J]. 陳志康,陳春錦,范志遠(yuǎn),黃志鋒,潘春陽,葉錦輝. 電鍍與環(huán)保. 2018(01)
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[5]熱鍍鋅雙硅烷無鉻鈍化成膜機(jī)理及膜層性能研究[J]. 郭太雄,劉常升,徐權(quán),王雷,周一林. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 2017(05)
[6]金屬表面無鉻鈍化研究進(jìn)展[J]. 紀(jì)憶,張永海. 電鍍與涂飾. 2017(12)
[7]熱浸鋅層植酸/硅烷復(fù)合鈍化膜及其耐蝕性能[J]. 于澤騰,胡會利,韓雪,張晉瑜. 材料保護(hù). 2017(05)
[8]熱浸鍍鋅層有機(jī)物-無機(jī)物復(fù)合鈍化工藝優(yōu)選及其性能[J]. 郭鳳廣,范云鷹,王波. 材料保護(hù). 2017(04)
[9]鍍鋅層硅酸鹽及有機(jī)硅鈍化研究進(jìn)展[J]. 鄧碧鑫,張金生,毛祖國,史志民,史晗,張德忠. 電鍍與精飾. 2016(07)
[10]鍍錫板鎢酸鹽鈍化工藝[J]. 王守兵,高虹,馬夢迪. 電鍍與環(huán)保. 2015(05)
博士論文
[1]離子液體與固體界面的分子模擬:纖維素溶解與碳納米管分散[D]. 霍鋒.北京化工大學(xué) 2013
碩士論文
[1]熱浸鍍鋅及硅酸鹽/鉬酸鹽鈍化工藝研究[D]. 衛(wèi)明.昆明理工大學(xué) 2017
[2]一種環(huán)保型硅酸鹽鈍化液的配制與耐腐蝕性能研究[D]. 田裕昌.廣東工業(yè)大學(xué) 2015
本文編號:3208371
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