本文關(guān)鍵詞：達(dá)克羅（Dacromet）涂層的制備及性能研究

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【摘要】：達(dá)克羅涂層具有較高的耐蝕性(是電鍍鋅的7-10倍)、耐熱性高(250℃能夠繼續(xù)正常使用)、無氫脆、滲透性高、耐候性好、與基體具有良好結(jié)合力、對環(huán)境無污染等優(yōu)點,因此人們對它引起了極大的關(guān)注,并逐漸在許多行業(yè)中得以應(yīng)用,例如:航天、石油、汽車、化工、鐵路等。然而,達(dá)克羅涂液在配制過程中使用了毒性強(qiáng)、高致癌的物質(zhì)Cr(VI)。在世界各國范圍內(nèi)對于Cr的使用已經(jīng)受到嚴(yán)格的限制,并且隨著人們對環(huán)保意識的逐漸提高,給由以鉻酐或鉻酸鹽為鈍化劑的達(dá)克羅涂層技術(shù)的使用和發(fā)展帶來了很大的局限性。因此,探索和研究能夠代替含Cr(VI)的達(dá)克羅涂層的技術(shù)—低鉻或無鉻達(dá)克羅涂層迫在眉睫。本文基于對達(dá)克羅涂層技術(shù)的研究上,利用了單因素對比試驗研究了不同規(guī)格的鋅粉對涂層性能的影響。通過利用正交試驗的方法確定了能夠部分或者完全代替鉻酐的低鉻和無鉻達(dá)克羅涂液配方。使用SEM、XRD測試分析了涂層的形貌和成分,并利用極化曲線、EIS、鹽水浸泡等試驗研究涂層的耐蝕性。其主要工作內(nèi)容和實驗結(jié)果為:1.通過單因素試驗比較了三種不同規(guī)格的片狀鋅粉在相同工藝條件下對達(dá)克羅涂層的外觀,耐蝕性,涂覆量等方面的影響,并最終確定了本文在制備達(dá)克羅涂液時所使用片狀鋅粉的規(guī)格。通過測試發(fā)現(xiàn)粒徑越小的片狀鋅粉所制備的涂層耐蝕性較好。在相同工藝條件下,鋅粉粒徑越小所對應(yīng)的試樣涂層涂覆量越大。若要得到相同涂覆量,則鋅粉粒徑越小,所需要的鋅粉量也就越少。2.以耐NH_4NO_3快速腐蝕試驗作為評價指標(biāo),以金屬粉、鉻酐、硼酸、磷酸二氫鉀、聚乙二醇為試驗因素設(shè)計正交實驗,確定了低鉻達(dá)克羅涂液的配方。利用極化曲線、EIS、鹽水浸泡等測試方法研究了該配方下涂層的耐蝕性,表明其具有與傳統(tǒng)達(dá)克羅相似的優(yōu)越耐蝕性。3.通過SEM測試發(fā)現(xiàn)低鉻達(dá)克羅涂層表面很致密,不存在孔隙,與基體之間形成了層層疊交結(jié)構(gòu),這樣能夠有效地阻礙腐蝕介質(zhì)直接進(jìn)入到基體表面。通過XRD測試分析,涂層中主要成分為單質(zhì)鋅,鋁,兩者電極電位均比鐵的低。當(dāng)有腐蝕介質(zhì)侵入時,鋅,鋁會先被腐蝕,對基體鐵起到保護(hù)陰極作用。此外,涂層中還有生成了硼酸鹽和磷酸鹽等復(fù)雜的化合物,這些物質(zhì)附著在涂層表面,對腐蝕介質(zhì)都可以起到屏蔽的效果。4.通過單因素試驗測試了在低鉻達(dá)克羅涂液配方中加入和不加入環(huán)氧樹脂和硅烷偶聯(lián)劑來作為涂層的粘結(jié)劑,通過采用膠帶法測定涂層附著力的強(qiáng)度,結(jié)果表明加入這兩種粘合劑大大提高了涂層和基體之間的結(jié)合力。5.在低鉻達(dá)克羅涂層工藝基礎(chǔ)上,以金屬粉、草酸鈉、檸檬酸、硼酸為試驗因素,以耐NH4NO3快速腐蝕試驗作為評價指標(biāo)設(shè)計正交實驗,確定了無鉻達(dá)克羅涂液的配方。通過測試比較了達(dá)克羅涂層和無鉻達(dá)克羅涂層性能,發(fā)現(xiàn)無鉻達(dá)克羅涂層在快速腐蝕方面上稍微遜于達(dá)克羅涂層。但由于無鉻達(dá)克羅涂層制備中使用的是無鉻成膜物質(zhì),所以在測試實驗過程涂層中沒有含鉻的物質(zhì)析出。6.通過SEM測試觀察到無鉻達(dá)克羅涂層表面形成了層層疊交的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),能夠阻礙腐蝕介質(zhì)的浸入基體,起到了良好的物質(zhì)屏蔽效果,從而保護(hù)了基體。通過XRD測試,發(fā)現(xiàn)涂層內(nèi)大部分成分為Zn,Al。單質(zhì)的存在對基體鐵來說在遇到腐蝕介質(zhì)時具有犧牲陽極保護(hù)陰極的作用。
【關(guān)鍵詞】：達(dá)克羅 片狀鋅粉 無鉻 耐蝕性
【學(xué)位授予單位】：河南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 緒論13-27
• 1.1 金屬材料的腐蝕與防護(hù)13-14
• 1.1.1 金屬材料腐蝕的分類13-14
• 1.1.2 金屬材料的腐蝕機(jī)理14
• 1.2 金屬防腐措施14-15
• 1.3 防腐涂料的發(fā)展史及現(xiàn)狀15
• 1.4 達(dá)克羅涂層技術(shù)簡介15-22
• 1.4.1 達(dá)克羅技術(shù)發(fā)展歷程15-16
• 1.4.2 達(dá)克羅涂液組成成分16-17
• 1.4.3 達(dá)克羅中鉻酐的作用17-19
• 1.4.4 涂層成膜機(jī)理19
• 1.4.5 達(dá)克羅技術(shù)的優(yōu)勢19-22
• 1.5 達(dá)克羅技術(shù)的現(xiàn)存問題及發(fā)展發(fā)向22-23
• 1.5.1 達(dá)克羅技術(shù)現(xiàn)存問題22
• 1.5.2 達(dá)克羅技術(shù)的發(fā)展發(fā)向22-23
• 1.6 課題的提出23-27
• 1.6.1 研究目的及意義23-24
• 1.6.2 研究內(nèi)容24-25
• 1.6.3 本論文創(chuàng)新點25-27
• 第二章 實驗原料、工藝及方法27-37
• 2.1 實驗原料、儀器27-29
• 2.1.1 實驗藥品27-28
• 2.1.2 實驗基體材料28
• 2.1.3 實驗儀器28-29
• 2.3 涂層制備工藝29-30
• 2.4 測試方法30-37
• 2.4.1 耐NH_4NO_3快速腐蝕試驗30-31
• 2.4.2 氨水滴黃實驗31
• 2.4.3 涂層涂覆量的測量31
• 2.4.4 涂層外觀分析31
• 2.4.5 涂層附著力的測定31-33
• 2.4.6 涂層形貌及成分分析33
• 2.4.7 電化學(xué)測試33-34
• 2.4.8 鹽水浸泡實驗34-37
• 第三章 達(dá)克羅涂層制備工藝及性能研究37-45
• 3.1 引言37
• 3.2 達(dá)克羅涂液組成及制備37-38
• 3.2.1 涂液組成37
• 3.2.2 涂液的制備37-38
• 3.2.3 實驗工藝38
• 3.3 鋅粉的選擇38-40
• 3.3.1 片狀鋅粉的種類38-39
• 3.3.2 不同規(guī)格鋅粉對達(dá)克羅涂液和涂層的影響39-40
• 3.4 結(jié)果與討論40-43
• 3.4.1 不同規(guī)格的鋅粉對涂覆量的影響40-41
• 3.4.2 對比試樣的極化曲線測試41-42
• 3.4.3 對比試樣的EIS測試42-43
• 3.5 片狀鋅粉對達(dá)克羅涂層耐蝕性的影響43-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 第四章 低鉻達(dá)克羅涂層制備工藝及性能研究45-57
• 4.1 引言45
• 4.2 低鉻達(dá)克羅涂液的組成及制備45-48
• 4.2.1 涂液的組成45
• 4.2.2 利用正交實驗法確定涂液配方45-48
• 4.3 結(jié)果與討論48-53
• 4.3.1 XRD分析48
• 4.3.2 SEM表征48-49
• 4.3.3 極化曲線分析49-50
• 4.3.4 EIS分析50-52
• 4.3.5 鹽水浸泡52
• 4.3.6 耐NH_4NO_3快速腐蝕實驗52-53
• 4.4 環(huán)氧樹脂和KH-570 對低鉻達(dá)克羅涂層附著力的影響53-54
• 4.5 成膜物質(zhì)和粘結(jié)劑對低鉻達(dá)克羅涂層耐蝕性的影響54-55
• 4.6 本章小結(jié)55-57
• 第五章 無鉻達(dá)克羅涂液的制備工藝及性能研究57-67
• 5.1 引言57-58
• 5.2 無鉻達(dá)克羅涂液的組成、制備58-60
• 5.2.1 涂液的組成58
• 5.2.2 利用正交實驗法確定涂液配方58-60
• 5.3 結(jié)果與討論60-65
• 5.3.1 XRD測試60-61
• 5.3.2 SEM表征61-62
• 5.3.3 極化曲線分析62-63
• 5.3.4 EIS分析63-64
• 5.3.5 鹽水浸泡64
• 5.3.6 耐NH_4NO_3快速腐蝕實驗64-65
• 5.4 成膜物質(zhì)對無鉻達(dá)克羅涂層的耐蝕性的影響65-66
• 5.5 本章小結(jié)66-67
• 第六章 結(jié)論與展望67-70
• 6.1 主要結(jié)論67-68
• 6.2 展望68-70
• 參考文獻(xiàn)70-76
• 致謝76-77
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄77-78

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本文編號：958819