本文關(guān)鍵詞：熱浸鍍鋅層偏釩酸鹽—氟鋯酸轉(zhuǎn)化膜的研究　出處：《華南理工大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：熱浸鍍鋅廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)中,在潮濕的條件下容易產(chǎn)生白銹,降低了其耐蝕性能。鉻酸鹽處理是傳統(tǒng)的有效防護措施,但是鉻酸鹽對人體有致癌作用且污染環(huán)境,因此環(huán)保無鉻處理工藝是表面處理未來的主要發(fā)展趨勢。本論文采用偏釩酸鹽為主要成膜劑,以氟鋯酸為成膜促進劑,在熱浸鍍鋅層上得到了連續(xù)均勻的偏釩酸鹽-氟鋯酸轉(zhuǎn)化膜。采用SEM、EDS、XPS、XRD等方法測試分析了轉(zhuǎn)化膜的生長形貌及化學組成,通過NSS、EIS、Tafel等測試研究了膜層的耐蝕性能。根據(jù)正交試驗以及單因素試驗得出偏釩酸鹽-氟鋯酸轉(zhuǎn)化膜的最佳成膜工藝條件為:Na VO3濃度為5g/L,H2Zr F6(45wt%)濃度為6g/L,處理時間t為20min,p H值為1.5,處理溫度T為30℃。成膜1min時,鋅晶界清晰可見,隨著成膜時間的延長,偏釩酸鹽-氟鋯酸轉(zhuǎn)化膜不斷增厚,在20min時,鍍鋅層表面形成了連續(xù)均勻的膜層。延長至45min時,膜層出現(xiàn)裂紋并開始向周圍擴展,表面質(zhì)量下降,60min時,裂紋變寬并且擴展至整個膜層表面,試樣有剝落和翹起的現(xiàn)象。EDS、XPS、XRD分析結(jié)果表明,偏釩酸鹽-氟鋯酸轉(zhuǎn)化膜由Zn、O、V、Zr、F元素組成,以Zn F2、Zn O、Zr O2、VO2以及V2O5等化合物的形式存在膜層之中。NSS實驗結(jié)果表明,隨著成膜時間的延長,試樣耐蝕性先增大后減小,成膜時間為20min時,白銹面積最小,經(jīng)過3周期的NSS試驗,偏釩酸鹽-氟鋯酸轉(zhuǎn)化膜僅出現(xiàn)5%的白銹,耐蝕性較熱浸鍍鋅層有顯著提高;電化學極化分析結(jié)果發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)化膜處理后的試樣自腐蝕電位發(fā)生正移,陽極分支和陰極分支均向腐蝕電流密度減小的方向移動,陽極分支的移動幅度更為明顯,處理時間為20min的膜層腐蝕電流密度最小,較熱浸鍍鋅層試樣的腐蝕電流降低了約兩個數(shù)量級。成膜處理的試樣感抗弧消失,表明鋅層的腐蝕受到抑制,隨著成膜時間的延長,阻抗譜的低頻阻抗值不斷增大,成膜20min時轉(zhuǎn)化膜電化學阻抗達到最大值,較純鋅提高了兩個數(shù)量級。偏釩酸鹽-氟鋯酸轉(zhuǎn)化膜經(jīng)不同浸泡時間的腐蝕結(jié)果表明,浸泡初期(30min-24h)是腐蝕介質(zhì)潤濕膜層,通過表面細微缺陷處滲透轉(zhuǎn)化膜;浸泡中期(48h-144h)是腐蝕介質(zhì)在膜內(nèi)擴散和溶解破壞過程;浸泡后期是膜層失去保護作用,鋅基體發(fā)生腐蝕反應(yīng)。劃傷腐蝕試驗表明偏釩酸鹽-氟鋯酸轉(zhuǎn)化膜具有一定的自愈性。通過接觸角和結(jié)合力研究了偏釩酸鹽-氟鋯酸轉(zhuǎn)化膜的理化性能。成膜處理后的試樣較熱浸鍍鋅試樣接觸角增大,由潤濕轉(zhuǎn)為不潤濕,延緩了腐蝕介質(zhì)滲透膜層內(nèi)部腐蝕鋅基體。偏釩酸鹽-氟鋯酸轉(zhuǎn)化膜的結(jié)合力先增大后減小,成膜時間為20min時,膜層的結(jié)合力最好。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4

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本文編號：1313469