熱鍍鋅層表面超疏水膜層的制備及性能研究
發(fā)布時(shí)間：2021-09-19 09:28
熱鍍鋅是一種有效提高鋼鐵防大氣腐蝕的方法。但是在潮濕的環(huán)境中,熱鍍鋅層表面容易發(fā)生腐蝕并在表面形成白色疏松的腐蝕產(chǎn)物。因此有必要對(duì)熱鍍鋅層作進(jìn)一步的保護(hù)后處理。以往鉻酸鹽鈍化是熱鍍鋅層常用的鈍化工藝,然而鉻酸鹽作為一種高毒性致癌物質(zhì)被嚴(yán)格限制使用,需要研發(fā)一種無鉻鈍化工藝取代鉻酸鹽鈍化。超疏水表面由于其極佳的防水性對(duì)金屬的防護(hù)具有重要意義。在鋅基體上將超疏水表面技術(shù)引入無鉻鈍化技術(shù),制備高耐腐蝕性能的無鉻超疏水膜層是無鉻鈍化技術(shù)研究的新方向之一。本文先采用簡便無毒的溶液浸泡法在熱鍍鋅層表面構(gòu)筑出粗糙化結(jié)構(gòu),采用硬脂酸（STA）和全氟辛基三氯硅烷（PFTS）兩種改性劑對(duì)鋅層粗糙化表面進(jìn)行低表面能改性,分析對(duì)比了兩種改性劑對(duì)膜層疏水性的影響及改性機(jī)理;通過正交試驗(yàn)確定了膜層的最佳耐蝕疏水工藝,在鋅層上成功構(gòu)筑了超疏水膜層。采用了場發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM）、X射線光電子能譜（XPS）、X射線衍射（XRD）、傅里葉紅外光譜（FTIR）、3D形貌分析、差示掃描量熱法（DSC）、接觸角儀表征了超疏水膜層的微觀形貌、組成及疏水性。采用了中性鹽霧試驗(yàn)（NSS）、動(dòng)電位極化曲線和電化學(xué)阻抗譜（E...
【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：73 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
自然界中的超疏水現(xiàn)象[40]
圖 1-2 表面自由能及浸潤行為[41]。Fig.1-2 Surface free energy and wetting behavior[41].類是高能表面，例如常見的金屬及其氧化物、硫化物、無機(jī)鹽等，它們有較由焓，大致在每平方米幾百至幾千毫焦之間，易為一般液體潤濕；另一類是括一般的有機(jī)固體及高聚物，它們的表面自由焓與液體大致相當(dāng)，約在 25右[42]，它們的潤濕性能與固-液兩相的表面組成與性質(zhì)密切相關(guān)。對(duì)于固體般按其自由能的大小可以分為親水及疏水兩大類。較為常見的親水表面有玻；疏水/親油的表面有聚烯烴、硅等；疏水/疏油的表面有聚四氟乙烯等(圖 1固體表面潤濕理論濕實(shí)際是當(dāng)固體和液體相接觸時(shí)固液分子之間相互作用的宏觀表現(xiàn)，而表征個(gè)關(guān)鍵參數(shù)為靜態(tài)接觸角、前進(jìn)接觸角、后退接觸角和滾動(dòng)角。1）靜態(tài)接觸角
圖 1-3 水滴形狀和固體表面的水接觸角（WCA）沿疏水性 - 親水性梯度的示意圖。Fig.1-3 Schematic of the shape of a water drop and the water contact angle (WCA) for solid surfacesalong a hydrophobicity-hydrophilicity gradient.（2）前進(jìn)接觸角和后退接觸角實(shí)際應(yīng)用中，固體表面沒有單一的“靜態(tài)接觸角”，因?yàn)閱我坏撵o態(tài)接觸角只存在于原子尺度是化學(xué)均勻、剛性、光滑的理想固體表面，而實(shí)際的固體表面都有表面缺陷，且在某種程度上也是異質(zhì)的。因此，固體表面可能存在一系列靜態(tài)接觸角，為了獲得可靠的接觸角，研究者們定義了兩種接觸角類型，即前進(jìn)接觸角和后退接觸角。當(dāng)從連接到注射器的針頭上向固體表面的液滴注入微量液體時(shí)，三相接觸線未動(dòng)而液滴體積變大，此時(shí)所測量的角度被稱為“前進(jìn)接觸角”θA，如圖 1-4 所示。若注入足夠多的液體，液滴會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)，原本的三相接觸線會(huì)發(fā)生斷裂形成新的三相接觸線，此臨界狀態(tài)的角度
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]以氨化堿式氯化鋅為前驅(qū)體制備花狀多孔氧化鋅[J]. 曹君,李晨輝,吳甲民,柯文明,史玉升. 硅酸鹽通報(bào). 2016(10)
[2]熱鍍鋅鋼白銹產(chǎn)生原因分析及預(yù)防[J]. 孔綱,盧錦堂,車淳山,許喬瑜. 腐蝕與防護(hù). 2005(10)
碩士論文
[1]熱鍍鋅層表面鑭鹽轉(zhuǎn)化膜的研究[D]. 劉玲艷.華南理工大學(xué) 2011
本文編號(hào)：3401357
【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：73 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
自然界中的超疏水現(xiàn)象[40]
圖 1-2 表面自由能及浸潤行為[41]。Fig.1-2 Surface free energy and wetting behavior[41].類是高能表面，例如常見的金屬及其氧化物、硫化物、無機(jī)鹽等，它們有較由焓，大致在每平方米幾百至幾千毫焦之間，易為一般液體潤濕；另一類是括一般的有機(jī)固體及高聚物，它們的表面自由焓與液體大致相當(dāng)，約在 25右[42]，它們的潤濕性能與固-液兩相的表面組成與性質(zhì)密切相關(guān)。對(duì)于固體般按其自由能的大小可以分為親水及疏水兩大類。較為常見的親水表面有玻；疏水/親油的表面有聚烯烴、硅等；疏水/疏油的表面有聚四氟乙烯等(圖 1固體表面潤濕理論濕實(shí)際是當(dāng)固體和液體相接觸時(shí)固液分子之間相互作用的宏觀表現(xiàn)，而表征個(gè)關(guān)鍵參數(shù)為靜態(tài)接觸角、前進(jìn)接觸角、后退接觸角和滾動(dòng)角。1）靜態(tài)接觸角
圖 1-3 水滴形狀和固體表面的水接觸角（WCA）沿疏水性 - 親水性梯度的示意圖。Fig.1-3 Schematic of the shape of a water drop and the water contact angle (WCA) for solid surfacesalong a hydrophobicity-hydrophilicity gradient.（2）前進(jìn)接觸角和后退接觸角實(shí)際應(yīng)用中，固體表面沒有單一的“靜態(tài)接觸角”，因?yàn)閱我坏撵o態(tài)接觸角只存在于原子尺度是化學(xué)均勻、剛性、光滑的理想固體表面，而實(shí)際的固體表面都有表面缺陷，且在某種程度上也是異質(zhì)的。因此，固體表面可能存在一系列靜態(tài)接觸角，為了獲得可靠的接觸角，研究者們定義了兩種接觸角類型，即前進(jìn)接觸角和后退接觸角。當(dāng)從連接到注射器的針頭上向固體表面的液滴注入微量液體時(shí)，三相接觸線未動(dòng)而液滴體積變大，此時(shí)所測量的角度被稱為“前進(jìn)接觸角”θA，如圖 1-4 所示。若注入足夠多的液體，液滴會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)，原本的三相接觸線會(huì)發(fā)生斷裂形成新的三相接觸線，此臨界狀態(tài)的角度
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]以氨化堿式氯化鋅為前驅(qū)體制備花狀多孔氧化鋅[J]. 曹君,李晨輝,吳甲民,柯文明,史玉升. 硅酸鹽通報(bào). 2016(10)
[2]熱鍍鋅鋼白銹產(chǎn)生原因分析及預(yù)防[J]. 孔綱,盧錦堂,車淳山,許喬瑜. 腐蝕與防護(hù). 2005(10)
碩士論文
[1]熱鍍鋅層表面鑭鹽轉(zhuǎn)化膜的研究[D]. 劉玲艷.華南理工大學(xué) 2011
本文編號(hào)：3401357
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