【摘要】：涂層涂裝體系是目前應(yīng)用最為廣泛的金屬防護手段,其中金屬基體和有機涂層之間的預(yù)處理層起到了至關(guān)重要的作用。一方面,預(yù)處理層作為物理屏障起到了對金屬材料的短期防護作用,另一方面,為后續(xù)涂層與金屬基體提供了良好的結(jié)合性能。傳統(tǒng)的預(yù)處理層主要為磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜(磷化膜)和鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜,但由于含磷廢水對水體會造成富營養(yǎng)化,Cr6+毒性極大且有致癌風(fēng)險,因此新型的綠色環(huán)保預(yù)處理方法被不斷開發(fā)出來。其中,硅烷化技術(shù)異軍突起,被認為最有望取代磷化和鉻酸鹽處理,并可能在近期實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。鋁合金和鍍鋅鋼基體表面硅烷膜作為預(yù)處理層已達到了可以媲美傳統(tǒng)鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜和磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜的效果。但與上述基體相比,硅烷化在鋼鐵材料表面上的應(yīng)用卻未得到實質(zhì)性的突破。鋼鐵表面相對難以硅烷化,主要表現(xiàn)為硅烷膜厚度薄,膜層表面不均勻、不致密,進而導(dǎo)致硅烷膜的短暫防護性能和后續(xù)涂裝性能都無法滿足實際需求。針對鐵基材料自然氧化物膜疏松多孔、羥基氧化物形成條件苛刻、碳鋼表面組織分布不均等導(dǎo)致的碳鋼表面硅烷化困難的問題,提出采純鐵作為研究基體,以消除合金化的影響,用預(yù)氧化(化學(xué)氧化與陽極氧化)工藝改變純鐵表面狀態(tài)(元素組成和化學(xué)組分),并通過薄膜表征、電化學(xué)測試和模擬腐蝕實驗等研究了通過預(yù)氧化工藝改變的純鐵基體表面狀態(tài)(尤其是羥基氧化鐵)及其對后續(xù)硅烷膜的成膜性質(zhì)(膜層厚度、致密程度及分布狀況)和防護性能的影響。結(jié)果顯示,用常規(guī)氫氧化鈉溶液堿洗可以在一定程度上增加純鐵基體表面的羥基進而增加硅烷膜厚度且提高防護性能。而相對于氫氧化鈉堿洗預(yù)處理,純鐵基體經(jīng)過酸性鉬酸鈉化學(xué)氧化后,基體表面主要生成含鉬氧化物,但硅烷膜的防護性能并未得到改善;在硼酸/硼酸鈉溶液中對基體進行陽極氧化處理后,純鐵基體表面羥基含量及硅烷膜的防護性能與之相當;而純鐵基體經(jīng)過氫氧化鈉陽極氧化或堿性鉬酸鈉溶液化學(xué)氧化后,純鐵基體表面羥基含量進一步增加,硅烷膜的防護性能也更好。
【圖文】：

（ａ）邐＜）逡逑．１硅烷分子在金屬表面成膜過程示意圖：（ａ）成膜前，，硅烷分子以氫鍵式吸附在金屬表面；（ｂ）固化后，硅烷分子在金屬表面形成穩(wěn)定的化邋１．１邋Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｏｆ邋ｂｏｎｄｉｎｇ邋ｍｅｃｈａｎｉｓｍ邋ｂｅｔｗｅｅｎ邋ｓｉｌａｎｅ邋ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ邋ａｎｉｅｔａｌ邋ｓｕｂｓｔｒａｔｅ．邋Ｂｅｆｏｒｅ邋ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ（ａ），邋ａｆｔｅｒ邋ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ（ｂ）逡逑

（ｂ）逡逑圖１．２．邋（ａ）邋ＢＴＳＥ在鋁基體表面吸附形成致密膜層原理示意圖；（ｂ）邋ＢＴＳＥ在鋁逡逑基體表面吸附形成致密膜層的另一種原理示意圖１４２］逡逑Ｓｃｈｅｍｅ邋１．２．邋（ａ）邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｏｆ邋ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ＢＴＳＥ邋ｏｎ邋ａｌｕｍｉｎｕｍ邋ｓｈｏｗｉｎｇ邋ｎｏｎ－ｐｏｒｏｕｓ逡逑ｆｉｌｍ，邋（ｂ）邋Ａｎｏｔｈｅｒ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｏｆ邋ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ＢＴＳＥ邋ｏｎ邋ａｌｕｍｉｎｕｍ邋ｓｈｏｗｉｎｇ邋ｎｏｎ－ｐｏｒｏｕｓ逡逑ｆｉｌｍ網(wǎng)逡逑１０逡逑
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG174.4

【參考文獻】

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本文編號：2686198