【摘要】：傳統(tǒng)金屬材料的表面耐蝕處理主要采用磷化表面處理技術(shù),該技術(shù)因能耗高,易對環(huán)境產(chǎn)生污染,而使其應(yīng)用受到限制。因而有必要研究低能耗、環(huán)保型的表面處理技術(shù)以替代傳統(tǒng)的磷化處理技術(shù)。硅烷化表面處理技術(shù)具有低能耗和環(huán)境友好等特點(diǎn),具有廣泛的應(yīng)用前景,但采用普通的硅化表面處理技術(shù)制備的薄膜,表面存在氣孔、裂紋等缺陷,使其耐蝕性遠(yuǎn)低于磷化膜。為了提高硅烷膜的耐蝕性,本文首先在冷軋鋼基體上制備了普通硅烷膜。選擇氟鋯酸作為添加劑,采用浸漬法在冷軋鋼基體上制備了單層復(fù)合膜和雙層復(fù)合膜。并將這兩種薄膜和普通硅烷膜進(jìn)行了對比研究。本論文的主要工作如下：(1)在金屬基體表面沉積了普通硅烷膜,優(yōu)化了普通硅烷膜的沉積工藝。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：普通的硅烷膜中存在C、O、Si、Fe,這說明已在金屬基體表面形成硅烷膜,但膜層厚度較薄,普通的硅烷膜的耐蝕性低于磷化膜。(2)將氟鋯酸摻雜到y(tǒng)-GPS硅烷溶液中,從而在金屬基體表面制備單層硅烷復(fù)合膜試樣。耐蝕性結(jié)果表明：單層硅烷復(fù)合膜的耐腐蝕性,隨氟鋯酸添加量的增加,開始提高,達(dá)到最大值后,逐步降低。耐蝕性最高時對應(yīng)的氟鋯酸摻雜量為1×10-3M；單層硅烷復(fù)合膜的耐蝕性較普通硅烷膜和磷化膜均有明顯提高。XPS和EDS結(jié)果表明,雙層硅烷復(fù)合膜含有C、O、Si、Zr元素,表明這幾種元素都參與了薄膜的沉積過程。SEM結(jié)果表明：單層復(fù)合薄膜已完全覆蓋基體。(3)先在冷軋鋼基體上制備出稀土鑭鹽轉(zhuǎn)化膜,再用γ-GPS硅烷溶液進(jìn)行封閉處理,從而得到雙層復(fù)合膜,優(yōu)化了雙層復(fù)合薄膜的沉積工藝。EDS結(jié)果表明,雙層復(fù)合硅烷復(fù)合膜含有C、O、Si、La元素,表明這幾種元素都參與了薄膜的沉積過程。XPS結(jié)果表明：表面C、O、Si元素含量較高,沿深度方向逐漸降低,說明在金屬基體的表面,在最外層形成了硅烷膜,而Fe、La元素的含量在膜外層較低,沿深度方向逐漸增加,這說明在薄膜內(nèi)層,La和Fe均參與成膜過程。耐蝕性結(jié)果表明：雙層復(fù)合薄膜的耐蝕性高于單層復(fù)合薄膜、普通硅烷膜和磷化膜。
[Abstract]:The surface corrosion resistance of traditional metal materials is mainly treated by phosphating surface treatment technology. Because of high energy consumption and easy pollution to the environment, the application of this technology is restricted. Therefore, it is necessary to study low energy consumption, environmental protection surface treatment technology to replace the traditional phosphating technology. Silane surface treatment technology has the characteristics of low energy consumption and environmental friendliness, and has a wide application prospect. However, the surface of the films prepared by common silicification surface treatment technology has defects such as pores, cracks and so on. The corrosion resistance of the film is much lower than that of the phosphating film. In order to improve the corrosion resistance of silane film, ordinary silane film was prepared on cold rolled steel substrate. Monolayer and bilayer composite films were prepared on cold rolled steel substrates by impregnation with fluorozirconic acid as additive. The comparison between these two films and ordinary silane films was carried out. The main work of this thesis is as follows: (1) the common silane film was deposited on the metal substrate, and the deposition process of the ordinary silane film was optimized. The experimental results show that there is a silane film in the ordinary silane film, which indicates that the silane film has been formed on the metal substrate, but the thickness of the silane film is thin, and the corrosion resistance of the ordinary silane film is lower than that of the phosphating film. (2) the fluorozirconic acid is doped into the y-GPS silane solution, and the corrosion resistance of the ordinary silane film is lower than that of the phosphating film. Thus, monolayer silane composite film samples were prepared on the metal substrate surface. The results of corrosion resistance showed that the corrosion resistance of monolayer silane composite films began to increase with the increase of the amount of fluorozirconic acid, reached the maximum value, and gradually decreased. The corrosion resistance of monolayer silane composite film is obviously higher than that of ordinary silane film and phosphating film. XPS and EDS results show that the double silane composite film contains the elements of C _ (10 ~ (-) O _ (2) Si ~ (2 +) Zr, and the corrosion resistance of monolayer silane composite film is 1 脳 10 ~ (-3) M, which is higher than that of ordinary silane film and phosphating film. The results show that these elements are all involved in the deposition process of the films. The SEM results show that the monolayer composite films have completely covered the substrate. (3) the rare earth lanthanum salt conversion films were prepared on the cold rolled steel substrates, and then sealed with 緯 -GPS silane solution. The deposition process of the bilayer composite film was optimized. The results showed that the double-layer composite silane composite film contained the elements of C _ 2O _ O _ 2O _ Si _ 2O _ (La). The results of XPS show that the content of C _ (OO) Si on the surface is higher and decreases gradually along the depth direction, which indicates that the silane film is formed on the surface of the metal substrate at the outermost layer. However, the content of Fe ~ (2 +) La in the outer layer of the film was lower and increased gradually along the depth direction, which indicated that both La and Fe in the inner layer of the film were involved in the process of film formation. The results of corrosion resistance show that the corrosion resistance of double layer composite film is higher than that of monolayer composite film, common silane film and phosphating film.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4

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本文編號：2136159