本文關(guān)鍵詞：機(jī)械鍍鋅形層機(jī)理的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于工藝的研究。目前，機(jī)械鍍鋅工藝中滾桶的轉(zhuǎn)速，加料量，顆粒鋅粉的選擇，化學(xué)藥劑的選擇等這些都是經(jīng)驗(yàn)的統(tǒng)計，都沒有明確的學(xué)科基礎(chǔ)知識來指導(dǎo)，就連機(jī)械鍍鋅形層機(jī)理所涉及的基礎(chǔ)理論知識在國內(nèi)外都沒有統(tǒng)一、準(zhǔn)確的學(xué)科歸屬�？梢哉f目前無論是在國內(nèi)還是在國外，機(jī)械鍍鋅工藝在具體的生產(chǎn)應(yīng)用中存在一定程度的盲目性，沒有確切的理論指導(dǎo)，這嚴(yán)重影響了機(jī)械鍍鋅工藝的廣泛應(yīng)用和發(fā)展。2.課題研究的主要內(nèi)容本論文課題從屬于云南省應(yīng)用科學(xué)基金:機(jī)械鍍的工藝?yán)碚撗芯?編號:1999E0026M)，本論文研究從機(jī)械鍍鋅工藝出發(fā)，運(yùn)用物理、化學(xué)、金屬學(xué)的基礎(chǔ)知識，結(jié)合磨礦、機(jī)械合金化(MA)中物理化學(xué)變化來分析機(jī)械鍍鋅鍍層的形層機(jī)理。主要的研究內(nèi)容包括以下三個方面:昆明理工口夕又學(xué)碩士研究生口學(xué)位論文一5-械鍍鋅天鄉(xiāng)層機(jī)理的庵開究第一章l)機(jī)械鍍鋅形層過程中金屬粉吸附一沉積現(xiàn)象的觀測分析借助金相顯微鏡、體視顯微鏡、目測等觀察鍍液中金屬鋅粉在鍍液環(huán)境中的存在狀態(tài)，金屬鋅粉的分散聚集過程，金屬鋅粉(團(tuán))的沉積規(guī)律，分析了金屬鋅粉、沖擊介質(zhì)、鍍件和鍍液之間的相互作用，找出金屬粉末的吸附沉積規(guī)律。討論“先導(dǎo)金屬”及表面活性劑的作用，提出理論解釋。結(jié)束了以前國內(nèi)外對機(jī)械鍍鋅形層過程簡單解說的局面。2)機(jī)械鍍鋅動態(tài)力學(xué)性能模擬研究觀測了金屬鋅粉的變形程度，結(jié)合金屬鋅的臨界分切應(yīng)力值，分析、討論機(jī)械作用力和鋅粉(或鋅粉藻團(tuán))之間的相互作用;得出機(jī)械鍍鋅鍍層鋅粉的變形規(guī)律;歸納出鍍層中鋅粉顆粒的變形機(jī)制3)機(jī)械鍍鋅的鍍層特性分析論文通過鍍層耐腐蝕性、附著性的試驗(yàn)，并與其它鍍鋅層對比，就各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行綜合分析。運(yùn)用金相顯微鏡、掃描電鏡、牛津能譜分析等現(xiàn)代材料檢測手段，對鍍層中金屬鋅粉顆粒的形貌、相互結(jié)合、空間位置等進(jìn)行觀察、研究。統(tǒng)計分析了工件的表層，鍍層的基層、中間層和鍍層表層的化學(xué)組成，建立了機(jī)械鍍鋅的鍍層結(jié)構(gòu)模型。3.課題的研究意義本課題主要結(jié)合基礎(chǔ)理論知識和實(shí)驗(yàn)觀察手段分析金屬鋅粉在鍍液環(huán)境中富集、沉積及其和其它介質(zhì)的碰撞規(guī)律，揭示機(jī)械鍍鋅鍍層的形貌結(jié)構(gòu)，闡明機(jī)械鍍鋅鍍層的形成機(jī)理，建立鍍層形層過程的宏觀模型，完善機(jī)械鍍鋅工藝基本理論。理論來自于實(shí)踐，理論要指導(dǎo)實(shí)踐。本課題中機(jī)械鍍鋅形層機(jī)理的研究結(jié)果同樣如此，它要指導(dǎo)于機(jī)械鍍鋅的實(shí)際生產(chǎn)。希望本課題的研究工作夠?qū)M(jìn)一步完善機(jī)械鍍鋅工藝，優(yōu)化鍍

鍍層結(jié)構(gòu)進(jìn)而提高鍍層的耐蝕性能，對促進(jìn)機(jī)械鍍鋅工藝的廣泛推廣應(yīng)用和云南省地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有極其重要的意義。昆明理里口二大學(xué)不頁d二戈開究生學(xué)位論文一6-錢鋅刃鄉(xiāng)層機(jī)理的研究第二二章第二章機(jī)械鍍鋅形層過程中吸附、沉積現(xiàn)象的觀測分析2.1機(jī)械鍍鋅過程中的吸附、沉積現(xiàn)象1.試驗(yàn)條件:觀察試驗(yàn)中所用儀器:揮發(fā)皿、燒杯、XTL一n型照相體視顯微鏡(北京電子光學(xué)設(shè)備廠)、玻璃棒、試三牌精密試紙(上海試劑三廠生產(chǎn))、5倍普通放大鏡�；に幤�:C液(含有Snz+)、濃硫酸、硫酸亞錫。其它物品:自來水、鋅粉、工件(墊片、螺母、材質(zhì)均為AZ鋼)。2.試驗(yàn)現(xiàn)象:揮發(fā)皿中加入HZO，在加入少量的鋅粉，鋅粉密堆分布于揮發(fā)皿的底部，用玻璃棒輕微攪拌，發(fā)現(xiàn)鋅粉層如泥膏狀。加入幾滴H2504，反應(yīng)劇烈，揮發(fā)皿底部產(chǎn)生大量氣泡，密堆鋅粉團(tuán)上浮，重新組合成比較松散的粉團(tuán)，同時很多氣泡上浮逸出。鋅粉團(tuán)堆積松散呈藻狀，較為蓬松。玻璃棒攪拌后觀察，小的藻團(tuán)變成大的藻團(tuán)，體視鏡下發(fā)現(xiàn)藻團(tuán)是鋅粉顆粒的集結(jié)體;此時，檢測溶液的pH值，pH堯1.4一1.5。兩分鐘后，發(fā)現(xiàn)揮發(fā)皿底部幾乎沒有鋅粉，即使有也是數(shù)量很少的尺寸很小的藻團(tuán)。加入幾滴C液，溶液中反應(yīng)劇烈，溶液產(chǎn)生更多的氣泡，藻團(tuán)周圍出現(xiàn)許多枝狀物，并且枝狀物在不斷長大，藻團(tuán)和藻團(tuán)有明顯相互吸引的趨勢，在兩個藻團(tuán)相互接近的地方，，相鄰藻團(tuán)的枝狀物會交錯生長成為一體，用玻璃棒輕輕移動其中一個藻團(tuán)，另一個藻團(tuán)會緊緊跟著移動。離墊片近的藻團(tuán)的枝狀物在和其它藻團(tuán)聚集的過程中有向著墊片移動的傾向，直到最后它的枝狀物依附在墊片表面上生長。吸附在墊片上的藻團(tuán)沒有和墊片相接觸的部分產(chǎn)生的枝狀物又會和其它的藻團(tuán)周圍的枝狀物吸引，并且相互交錯生長在一起，這樣大部分藻團(tuán)吸引到墊片上。玻璃棒攪拌，墊片上吸引的藻團(tuán)的枝狀物或變形、或折斷，不再有規(guī)則的形狀。隨著攪拌的進(jìn)行，墊片上的藻團(tuán)已分辨不清，墊片表面好象包敷著一層金屬箔(其實(shí)這層物質(zhì)的主要成分是鋅)。此時用較細(xì)的玻璃棒將熱片翻過來，發(fā)現(xiàn)墊片一直與揮發(fā)皿接觸的那一面也有金屬箔，只不過量相對要少1些。將墊片取出晾干，用手指尖在墊片表面上滑動，金屬鋅雖能滑掉，但是手指要施加一定的力量。從以上的試驗(yàn)觀察及分析可以得出，打底階段的吸附、沉積過程是:聚集一一吸附—沉積—成形，如圖2一1。是明理二幾大學(xué)不近d二不開究生學(xué)位論文一7-械鍍鋅形層機(jī)理的籠汗究第二二章曦“沙一…沉積基體(

鐵)打底健鋅層圖2一1機(jī)械鍍鋅打底階段吸附、沉積模型3.試驗(yàn)結(jié)果分析1)滾筒漿料中的電化學(xué)反應(yīng)機(jī)械鍍鋅過程打底階段滾筒中漿料內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)有:Zn十sn4+分Zn2++SnZ十Fe+ZH十丹FeZ‘+H，Zn十ZH十斗肋2十十H、Zn+SnZ十分ZnZ+十如(2一1)(2一2)(2一3)(2一4)其中，從化學(xué)反應(yīng)的優(yōu)先級來考慮，式(2一l)會最先反應(yīng);從化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)來考慮，式(2一3)、(2一2)、(2一4)反應(yīng)是體系中的主導(dǎo)反應(yīng)。在主導(dǎo)反應(yīng)中，從化學(xué)熱力學(xué)考慮，式(2一3)和(2一4)優(yōu)先于式(2一一2)。式(2一3)和(2一越)的優(yōu)先級基本相同，但是，式(2一3)反應(yīng)的產(chǎn)物HZ，大部分會吸附在鋅粉(或鋅粉團(tuán))表面上，阻止了反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行;而式(2一刁)的反應(yīng)產(chǎn)物Zn扮會很快地分散到漿液中去，有利于反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行，所以式(2一4)比式(2-we3)反應(yīng)要激烈。這一分析結(jié)果正好同觀察試驗(yàn)中的現(xiàn)象相一致，打底過程中氣泡的產(chǎn)生是因?yàn)槭?2一2)和(2一3)的反應(yīng)所致，枝狀物的出現(xiàn)是式(2一1)、(2一4)的反應(yīng)所致。2)金屬鋅粉的聚集狀態(tài)金屬鋅粉在滾筒內(nèi)的聚集狀態(tài)主要受以下作用力的影響。昆明厭里二二大學(xué)周萬二七遙開究生學(xué)位論文一8-鍍鋅開鄉(xiāng)層機(jī)理的研究第二二章A分子間作用力鋅粉在空氣中的聚團(tuán)效果并不明顯，鋅粉顆粒在中性水溶液中時分子間作用力比它在空氣中更弱，所以鋅粉顆粒在中性水溶液中因分子間相互吸引而聚團(tuán)的效果就更加不明顯，分子間作用力對鋅粉顆粒的聚團(tuán)作用微弱。B雙電層作用力機(jī)械鍍鋅的漿料環(huán)境中鋅粉顆粒表面同樣會形成雙電層，且顆粒與顆粒之間恒為排斥力，所以雙電層作用力阻礙鋅粉顆粒的團(tuán)聚。C溶劑化膜作用力溶劑化膜作用力從數(shù)量上看比分子作用力及雙電層作用力約大1一2個數(shù)量級，但它們的作用距離遠(yuǎn)比二者小，一般僅當(dāng)顆�；ハ嘟咏�10一20納米時才開始起作用。但是機(jī)械鍍鋅過程中鋅粉顆粒在不受外力的情況下顆粒之間的距離很難達(dá)到10一20納米，所以溶劑化膜作用對鋅粉顆粒聚團(tuán)的影響甚微。即使在外力作用下鋅粉顆粒之間的距離在ro一20納米的范圍內(nèi)，此時外力將會遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于溶劑化膜作用力，后者可以忽略不計。D靜電力「7，對于顆粒半徑為1oum的各類顆粒，經(jīng)測量在空氣中的電荷約在600一1100單位[(9.6X0.18)X10一[7C1范圍之內(nèi)。據(jù)此可算得鏡象力為(2一3)Xlo一1加�？梢娫谝话闱闆r下，顆粒與物體之間的鏡象力可以忽略不計。E液橋作用力〔川水溶液中鋅粉顆粒之間因產(chǎn)生液橋而大大增強(qiáng)了粘結(jié)力，經(jīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出液橋粘結(jié)力比分子作用力約大1一2個數(shù)量級。所以機(jī)械鍍鋅的漿料中鋅粉顆粒之

間的液橋是引起鋅粉顆粒聚集的一個重要原因。F氣泡團(tuán)聚力鋅粉表面、鋅粉藻團(tuán)表面粘附的微氣泡。按能態(tài)穩(wěn)定原理微氣泡有自動拱抬、聚合的趨勢，所以會促使鋅粉聚團(tuán)。G表面張力的影響鋅粉顆粒表面因?yàn)楸砻鎻埩Υ嬖谳^高的表面能，顆粒的聚合可以減少鋅粉的總表面積，降低鋅粉顆�？偟谋砻婺�，這是體系字自趨穩(wěn)定的一種形式。H滾筒內(nèi)動力場的影響機(jī)械鍍鋅滾筒內(nèi)是一運(yùn)動的流體場，水和玻璃珠介質(zhì)時刻和鋅粉(或鋅粉藻團(tuán))相互作用，控制著鋅粉藻團(tuán)的團(tuán)聚尺寸。綜合以上分析，打底階段鋅粉在漿液中主要受雙電層作用力、液橋作用力、昆明理口二大學(xué)碩士幣開究生學(xué)位論文一9-械鍍鋅形層機(jī)理的研究第二二章氣泡團(tuán)聚力、表面張力、滾筒內(nèi)動力場的影響。這些影響因素的結(jié)果使得鋅粉顆粒團(tuán)聚成藻狀，并且藻團(tuán)尺寸維持在一定的范圍之內(nèi)，平均1一2~。3)鋅粉和工件之間的吸附動力鋅粉藻團(tuán)吸附到工件表面上受鋅粉顆粒表面、工件表面、溶液中的電解質(zhì)、漿料中氣體等的影響。A“先導(dǎo)金屬”的影響鋅粉藻團(tuán)周圍的枝狀錫就會拖著鋅粉藻團(tuán)向工件表面移動而吸附到工件上。在這里“先導(dǎo)金屬”Sn相當(dāng)于一種載體，起著攜帶作用。B漿料中氣體的影響如同氣體促進(jìn)鋅粉顆粒的聚團(tuán)一樣，工件表面依附的氫氣泡和鋅粉藻團(tuán)(或鋅粉)表面上的氣泡有互相聚集變大而降低表面張力的趨勢，這有利于鋅粉在工件表面上的吸附。C鋅粉顆粒表面和工件表面電荷作用力的影響機(jī)械鍍鋅的打底階段工件表面帶弱負(fù)電性，鋅粉顆粒(或藻團(tuán))表面呈弱的正電性。這樣在工件表面和鋅粉(或藻團(tuán))表面呈相反的電性，產(chǎn)生庫侖吸引力，這是鋅粉(或藻團(tuán))吸附到工件表面上重要原因。D溫度的影響機(jī)械鍍鋅滾筒內(nèi)漿料受強(qiáng)酸和介質(zhì)摩擦影響，溫度比外界環(huán)境溫度高8一1OOC，這可以加速鋅粉(或藻團(tuán))的吸附、沉積過程。E介質(zhì)碰撞的影響工件和介質(zhì)相對鋅粉(或藻團(tuán))的尺寸較大，三者的位置關(guān)系如同兩個平面之間夾著一個很小的球體，是很容易受到兩個面的壓縮而粘附到其中一個面上。綜合以上分析，上面五個因素都有助于鋅粉(或鋅粉藻團(tuán))吸附、沉積到工件表面_上。這其中不僅有物理作用，也有化學(xué)作用;所以，以前在機(jī)械鍍鋅的定義中只提到化學(xué)作用，或只提到物理作用都是不妥的。2.2機(jī)械鍍鋅鍍層增厚過程中的吸附、沉積試驗(yàn)條件:觀察試驗(yàn)中所用儀器:揮發(fā)皿、燒杯、xTL一H型照相體視顯微鏡(北京試三牌精密試紙(上海試劑三J一生產(chǎn))、5倍普通電子光學(xué)設(shè)備廠)、玻璃棒、放大鏡。化工藥品:濃硫酸、A

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