為給鉬酸鹽鈍化工業(yè)化生產(chǎn)提供理論指導(dǎo),采用鉬酸鹽作為主成膜劑對鍍鋅低碳鋼進行鈍化處理,探討不同組分對鈍化效果的影響以及最佳工藝鈍化膜的形成過程。利用硫酸銅點滴試驗和電化學(xué)分析,探討鈍化膜的耐腐蝕性能;通過SEM/EDS對比分析,得到不同工藝鈍化膜的微觀形貌及表面元素特征。結(jié)果表明:最佳鈍化液工藝配方為20 g/L Na₂MoO₄、5 g/L NaNO₃、5 g/L KF;F^-作為活性劑活化鋅,促進顯色反應(yīng)的進行,最終使鈍化膜外觀呈金色;最后推出了最佳工藝下鈍化膜的形成過程:鈍化液中的F^-活化了鍍層中的鋅使其形成Zn²⁺,隨后Zn²⁺、Fe³⁺、MoO_<sup>2-4、OH^-、H⁺相互反應(yīng)形成了H₂MoO₄·H₂O、Zn MoO₄、Fe（OH）

【文章來源】：材料保護. 2020,53(09)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

試樣1,3,5的鈍化膜Tafel曲線

圖3為各組試樣的SEM形貌，方框區(qū)域為EDS測試時的電鏡掃描區(qū)域。由圖3可以看出，試樣1,2,3,4的表面上都存在較多的孔洞以及表面分布不均勻等缺陷，說明鈍化效果較差，而試樣5表面則最為平整光滑、致密，說明試樣5的鈍化效果較好。各試樣的EDS分析結(jié)果見表6，可見，所有試樣的表面皆不存在F元素，說明鈍化膜上不含F(xiàn)，試樣表面主要含O、Fe、Zn、Mo 4種元素。試驗鈍化使用的鍍鋅層厚度約為11μm，鈍化膜厚度為0.2～0.6μm，而EDS信號是來自試樣表面起約1μm深度材料的，故EDS信號大多來自轉(zhuǎn)化膜下面的鋅層，在EDS分析結(jié)果中Zn約占90%。通過EDS表面元素分析可知，試樣4表面Zn元素含量比試樣5的高出2.49%，結(jié)合前面試驗結(jié)果分析得出:F-作為活性劑促進Zn2+的形成，進一步使得Zn2+與鉬酸鹽作用形成膜，但并沒有直接參與膜的形成;另外，所有試樣中除Zn元素和O元素外，試樣3,5上的Mo元素含量遠高于試樣1,2,4的，說明形成金色鈍化膜中的主要元素為Mo元素。綜合分析認為金色鈍化膜的成分應(yīng)該為含鉬化合物和含鐵化合物。2.4 成膜過程

結(jié)合前面的分析測試，推測出鈍化膜形成過程(見圖4):(1)鋅層與溶液接觸會有少量的鋅及鐵溶解到溶液中，并向溶液中擴散，溶液中Mo O42-向鍍層方向擴散。(2)在反應(yīng)界面主要存在Fe3+、Zn2+、Mo O42-、F-、NO3-等離子，這些離子在反應(yīng)界面相互吸引。(3) Zn2+與Mo O42-相遇并結(jié)合形成Zn Mo O4，部分Zn2+會發(fā)生水解形成Zn (OH)2,Mo O42-與溶液中的水反應(yīng)形成H2Mo O4·H2O,Fe3+與溶液中的水作用形成Fe(OH)3膠體，同時溶液中的F-向鍍層遷移并吸附與H+作用使得Zn活化成Zn2+。隨著反應(yīng)時間的推移，在鍍層表面逐漸匯集、吸附，其中Zn(OH)2構(gòu)成了鈍化膜的骨架，Zn Mo O4、H2Mo O4·H2O、Fe (OH)3填充在骨架的空隙處。(4)上述過程的連續(xù)進行，在反應(yīng)界面處溶液相關(guān)物質(zhì)減少從而形成濃度差，濃度差的存在使溶液中的離子在反應(yīng)界面處富集，繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)。隨著反應(yīng)的不斷進行，鍍層表面的不溶物逐漸積累，在鋅層形成一層不溶性保護層，直到保護層達到一定厚度，形成的黃色不溶物不再沉積，最終形成穩(wěn)定的鈍化膜。具體反應(yīng)方程式如下:在成膜過程中，F(xiàn)-并沒有直接參與鈍化膜物質(zhì)的形成，但是缺乏其中任一種離子，都會對成膜過程造成很大的影響。其中，F(xiàn)-直接影響膜的形成，試樣5與試樣4作對比可得出此結(jié)論，其中F-在鈍化膜形成前期起到活化鍍層作用。

【參考文獻】：
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