【摘要】：鋯鈦轉化膜是現(xiàn)階段最有潛力替代鉻酸鹽轉化膜的無鉻化學轉化膜,國內外對其進行了大量的研究。但是與已經工業(yè)應用的鉻酸鹽轉化膜相比較,鋯鈦轉化膜的耐蝕性以及與基體及漆膜結合力方面仍有較大差距,因此限制了鋯鈦轉化膜的工業(yè)應用。本文通過對膜層的耐蝕性測試探究了新型鋯鈦轉化膜的最優(yōu)成膜配方,并對轉化膜的成膜工藝進行優(yōu)化。經過優(yōu)化后發(fā)現(xiàn),天冬氨酸添加量3g/L制備的天冬氨酸-鋯鈦轉化膜耐蝕性最佳。結合耐蝕性分析及腐蝕形貌分析明確了天冬氨酸-鋯鈦轉化膜的成膜與耐蝕機制。天冬氨酸的添加能夠與Zr、Ti發(fā)生絡合反應生成Zr-O鍵與Ti-O,讓轉化膜表面更加致密,提升耐蝕性。以天冬氨酸鋯鈦轉化膜工藝為基礎,進一步在鋯鈦轉化膜中分別添加高分子有機物殼聚糖以及聚乙烯醇(PVA),制備出新型的鋁合金表面鋯鈦轉化膜,轉化膜的耐腐蝕性以及與基體、漆膜的結合力得到顯著改善。結合電化學工作站、掃描電鏡、傅氏轉換紅外線光譜分析儀以及X-光電子能譜儀等測試手段,對新型轉化膜的性能進行考核評價。分析發(fā)現(xiàn)隨著殼聚糖的加入促進了鋯、鈦元素共同沉積,并逐步擴散到轉化膜表面,殼聚糖能夠填補轉化膜的裂紋空隙,在提升轉化膜耐腐蝕性的同時,有效地增加膜層的厚度。采用10g/L PVA制備的鋯鈦轉化膜耐腐蝕性最佳。PVA攜帶含氧基團上的孤對電子能夠與鋯、鈦離子結合,以鋯鈦絡合物的形式沉積在基體表面,有效地提升了膜層的耐蝕性以及與基體的結合強度。為進一步探究轉化膜涂漆后的性能以及結合力,將漆膜涂覆在轉化膜表面,運用拉拔實驗、劃格實驗以及鹽霧實驗判定新型鋯鈦轉化膜的綜合性能。結果表明,殼聚糖及聚乙烯醇的添加,能夠顯著改善鋯鈦轉化膜與基體以及與漆膜的結合力。在鹽霧實驗中有效抑制漆膜的起泡以及脫漆現(xiàn)象。
【圖文】：

夠對環(huán)境中腐蝕離子的進入起到良好的阻礙作用。本研究應用 GB9286-8痕實驗，對轉化膜表面以及漆膜表面均進行了劃痕測試，依據(jù)劃痕劃口位層剝落現(xiàn)象對轉化膜的結合力進行合理評判。應用刀片在鋁合金表面膜層mm 相互平行的線條，使用同樣的辦法在轉化膜表面沿著與第一批劃痕垂劃痕，劃痕應確保盡量一次性穿破膜層達到基體。隨后應用軟毛刷沿著劃輕將膜層殘留物去除。應用 3M 膠帶覆蓋整個劃痕位置，用手指用力摁壓帶與膜層的粘結緊密。在膠帶貼上的 5min 鐘內將膠帶緩慢撕下，按照劃脫落的總面積對轉化膜附著力的大小進行判定。轉化膜涂覆漆膜后的結合的劃格及粘除方法進行。附著力一般分為 0-5 六個級別，0 級為附著力最著力最差。2. 拉拔實驗應用 POSITEST 附著力測量儀進行膜層的結合力測試，分別采用拉拔法膜之間干態(tài)附著力以及濕態(tài)附著力進行測試，其中濕態(tài)附著力為浸泡在 液中 24h 后的附著力。拉拔設備及具體操作詳見下圖 2.1。拉拔設備

哈爾濱工程大學碩士學位論文圖 3.3(a)能夠看出該鋯鈦轉化膜是連續(xù)膜，膜層表面分布著大小一致的球狀小顆粒，小顆粒之間相互連接；另外，，從圖中同時能夠觀察出，高錳酸鉀形成的轉化膜并沒有分布排列的較為密集，可能是由于高錳酸鉀存在強氧化性，造成在化學轉化過程中，高錳酸鉀與鋁合金的表面發(fā)生氧化還原反應，錳以錳氧化物的形式存在并沉積在鋁合金表面，同時，錳離子的沉積也阻礙了鋯、鈦離子與氟離子的均勻沉積，造成分布不緊密的現(xiàn)狀。圖 3.3(b)為該轉化膜的能譜分析，結果顯示，該轉化膜主要含 Ti、Zr、F、Al、Mn、K等元素，其中 Al 的質量分數(shù)為 27.09%，F(xiàn) 的質量分數(shù)為 31.25%，Ti、Zr 的質量分數(shù)僅為 4.27%和 2.23%。(a) (b)
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG174.4

【參考文獻】

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本文編號：2628457