本文關(guān)鍵詞：鋁合金表面硅烷化處理工藝及膜層性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鋁合金的機(jī)械性能十分優(yōu)良,相對(duì)密度比其它金屬要低,能夠承受較大的加工壓力,因而擁有十分廣泛的應(yīng)用。特別是其材料的抗沖擊和耐腐蝕性能良好,能夠滿足汽車產(chǎn)業(yè)、航天行業(yè)以及建筑裝修行業(yè)等產(chǎn)業(yè)的要求。鋁元素屬于活潑金屬,其合金的耐腐蝕性能不滿足使用工況條件要求,鋁合金零件使用前必須對(duì)其表面進(jìn)行防護(hù)性處理。有機(jī)硅烷處理技術(shù)具有污染程度低、毒性小、工藝操作簡(jiǎn)單且及優(yōu)良的耐腐蝕性能,在金屬表面預(yù)處理領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。硅烷偶聯(lián)劑有能水解成為硅醇的基團(tuán),可以與無(wú)機(jī)物結(jié)合成為硅氧烷,同時(shí)又具有與機(jī)物質(zhì)結(jié)合的有機(jī)官能團(tuán),其特殊的分子結(jié)構(gòu)特征使其與金屬具有良好地結(jié)合強(qiáng)度。本文主要研究了應(yīng)用BTESPT(雙-[3-(三乙氧基)硅丙基]四硫化物)硅烷偶聯(lián)劑在鋁合金材料表面制備硅烷膜工藝過(guò)程,得出了最佳工藝條件,并研究了添加硝酸鈰對(duì)鋁合金硅烷膜性能的影響。通過(guò)單因素變量方法研究了鋁合金表面制備硅烷膜過(guò)程中BTESPT偶聯(lián)劑水解的工藝條件,通過(guò)研究鋁合金硅烷化過(guò)程中浸泡時(shí)間、固化溫度、固化時(shí)間等因素對(duì)硅烷膜性能的影響,得出了優(yōu)化的硅烷膜成膜工藝。利用塔菲爾曲線法研究了鋁合金硅烷膜在3.50%Na Cl中性溶液中的耐腐蝕性能,利用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察了硅烷膜的表面形貌,利用X射線衍射儀確定硅烷膜的相組成。同時(shí)用硝酸鈰鹽對(duì)硅烷膜進(jìn)行了改性處理,測(cè)試了稀土改性后硅烷膜的耐腐蝕性能、觀察了表面形貌,總結(jié)稀土對(duì)硅烷膜的性能的影響規(guī)律。研究得出了鋁合金成膜的工藝過(guò)程為兩步,首先以BTESPT硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行水解,其溶液配比為V(去離子水):V(乙醇):V(BTESPT硅烷偶聯(lián)劑)=20:5:1,水解溫度30℃,溶液p H=3,水解時(shí)間8h;然后,將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的鋁合金在硅烷溶液中浸泡6min、固化溫度160℃、固化140min,得到硅烷膜結(jié)構(gòu)致密,能夠有效阻止腐蝕介質(zhì)侵入鋁合金基體,有較好的耐腐蝕性能,能很好的防護(hù)鋁合金,保證其不被腐蝕。塔菲爾曲線測(cè)試結(jié)果表明,硅烷膜的形成使鋁合金的自腐蝕電位明顯正移,自腐蝕電流密度減小,由0.587A/cm2降到了0.045A/cm2。說(shuō)明鋁合金經(jīng)硅烷化處理后耐腐蝕性能明顯提高,硅烷膜對(duì)鋁合金起到防護(hù)作用。硅烷膜經(jīng)添加Ce(N03)3改性處理后,通過(guò)鹽霧試驗(yàn)、硫酸銅點(diǎn)滴試驗(yàn)等測(cè)試發(fā)現(xiàn),經(jīng)稀土改性后鋁合金表面硅烷膜防護(hù)性能得到了明顯提升。
【關(guān)鍵詞】：鋁合金 正交試驗(yàn) 硅烷膜 耐腐蝕性能 稀土
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG146.21;TG174.4
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第1章 緒論12-21
• 1.1 鋁及鋁合金的性質(zhì)和應(yīng)用12-13
• 1.2 鋁合金的腐蝕類型及分類13-15
• 1.2.1 點(diǎn)蝕14
• 1.2.2 微電偶腐蝕14
• 1.2.3 應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂14-15
• 1.2.4 縫隙腐蝕15
• 1.2.5 磨損腐蝕15
• 1.3 金屬腐蝕的防護(hù)15-17
• 1.3.1 改良金屬材料15-16
• 1.3.2 金屬層覆蓋保護(hù)層16
• 1.3.3 緩蝕劑法16-17
• 1.3.4 改善金屬材料的工作環(huán)境17
• 1.4 硅烷化處理的進(jìn)展及原理研究17-19
• 1.4.1 硅烷化處理的進(jìn)展17-18
• 1.4.2 硅烷化處理的原理18-19
• 1.5 本課題研究的目的和意義19-20
• 1.6 本課題的主要研究?jī)?nèi)容20-21
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料與研究方法21-27
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)藥品及儀器21
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料21
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)藥品21
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)流程21-27
• 2.2.1 樣品處理22
• 2.2.2 正交試驗(yàn)法22-23
• 2.2.3 電導(dǎo)率檢測(cè)水解程度23-24
• 2.2.4 硫酸銅點(diǎn)滴試驗(yàn)24
• 2.2.5 電化學(xué)性能測(cè)試分析24
• 2.2.6 全浸腐蝕試驗(yàn)24-25
• 2.2.7 鹽霧試驗(yàn)25
• 2.2.8 掃描電子顯微鏡(SEM)25-26
• 2.2.9 X射線光電子能譜分析(XPS)26
• 2.2.10 X射線衍射(XRD)26-27
• 第3章 鋁合金上BTESPT硅烷膜的制備27-46
• 3.1 前言27
• 3.2 BTESPT硅烷偶聯(lián)劑的選用依據(jù)27-28
• 3.3 硅烷水解的理論基礎(chǔ)28-29
• 3.3.1 水解機(jī)理28
• 3.3.2 縮合機(jī)理28-29
• 3.4 結(jié)果與討論29-43
• 3.4.1 硅烷溶液p H對(duì)水解的影響29-31
• 3.4.2 堿溶液對(duì)硅烷膜性能的影響31-34
• 3.4.3 水解溫度的影響34
• 3.4.4 去離子水、乙醇、硅烷比例對(duì)水解的影響34-35
• 3.4.5 成膜參數(shù)對(duì)硅烷化處理的影響35-43
• 3.5 空白對(duì)比實(shí)驗(yàn)43-45
• 3.5.1 樣品制備43
• 3.5.2 對(duì)比樣品的極化曲線測(cè)試43-44
• 3.5.3 對(duì)比樣品的硫酸銅點(diǎn)滴變色實(shí)驗(yàn)44-45
• 3.6 本章小結(jié)45-46
• 第4章 稀土元素對(duì)硅烷膜進(jìn)行改性46-54
• 4.1 引言46
• 4.2 硅烷膜改性原理46-47
• 4.3 不同鋁合金防護(hù)膜的制備工藝47
• 4.4 結(jié)果與討論47-51
• 4.4.1 鹽霧試驗(yàn)47-48
• 4.4.2 Na Cl溶液浸泡實(shí)驗(yàn)48
• 4.4.3 表面形貌48-50
• 4.4.4 稀土改性鋁合金硅烷膜XPS分析50-51
• 4.5 稀土改性鋁合金硅烷膜XRD表征51
• 4.6 硫酸銅點(diǎn)滴實(shí)驗(yàn)51-52
• 4.7 本章小結(jié)52-54
• 第5章 硅烷化處理工藝在戴卡輪轂生產(chǎn)線上的應(yīng)用54-58
• 5.1 戴卡輪轂硅烷化處理工藝54-55
• 5.2 預(yù)處理槽液檢測(cè)55-56
• 5.2.1 堿點(diǎn)測(cè)量55
• 5.2.2 酸點(diǎn)測(cè)量55
• 5.2.3 鋁點(diǎn)測(cè)量55
• 5.2.4 電導(dǎo)率測(cè)量55-56
• 5.2.5 p H測(cè)量56
• 5.3 硅烷化處理異常情況及處理方法56
• 5.4 本章小結(jié)56-58
• 結(jié)論58-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果64-65
• 致謝65-66
• 作者簡(jiǎn)介66

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 閆星宇;白術(shù)波;肖圍;;納米SiO_2協(xié)同稀土鈰對(duì)鋁管表面硅烷膜的耐蝕性研究[J];電鍍與環(huán)保;2010年03期

2 廖煜p，

本文編號(hào)：281104