在无铬钝化液研究中的几个基本概念.ppt

在无铬钝化液研究中的几个基本概念 1sem扫描电子显微镜的简称2极化曲线法 methodofpolarizationcurve 又称塔菲尔 tafel 线外推法 一种测定腐蚀速率的方法 做法是将金属样品制成电极浸入腐蚀介质中 测量稳态的伏安 e i 数据 作log i e图 将阴 阳极极化曲线的直线部分延长 所得交点对应的即为logicor 由腐蚀电流icor除以事先精确测量的样品面积s0 即得腐蚀速率 此法快速省时 适用于金属均匀腐蚀的测量 3硅溶胶硅溶胶为纳米级的二氧化硅颗粒在水中或溶剂中的分散液 由于硅溶胶中的sio2含有大量的水及羟基 故硅溶胶也可以表述为sio2 nh2o 细微的颗粒 对基层有较强的渗透力 能通过毛细管渗透到基层内部 并能与混凝土基层中的氢氧化钙反应生成硅酸钙 使涂料具有较强的粘结力 但硅溶胶在成膜过程中体积收缩较大 涂膜易开裂 硅溶胶能与丙烯酸酯 醋酸乙烯等乳液任意相溶 两者的特性相互补充 可以配制出性能优良的有机 无机复合涂料 4钝化液 1 概念能使金属表面呈钝态的溶液 一般用于镀锌 镀镉和其他镀层的镀后处理 目的是在镀层表面形成能阻止金属正常反应的表面状态 提高其抗蚀性 并增加产品美观 常用的钝化液主要成分是铬酸 硝酸 硫酸 但由于铬酸造成环境污染 近年来采用低浓度或中浓度铬酸钝化液 也能满足一般产品要求 在某些场合 产品要求银白色或蓝白色 则经三酸钝化处理后生成的彩虹色钝化膜 还可以再经过碱液漂白处理 白色钝化 但镀层的耐蚀性能下降 2 作用第三代钝化液除继承了第二代钝化液中具有三价铬和酸以外 还增加了硅的成分 一般是加入湿态的胶体二氧化硅 其主要作用有以下几个方面 1 提高钝化膜的附着力 二氧化硅加入钝化液中后形成胶体溶液 在涂敷到镀锌板上并烘干后 会使钝化液固化成凝胶 与镀锌板有较强的附着力 2 保持六价铬 二氧化硅能将六价铬凝聚在其凝胶内 延迟了六价铬流失的速度 延长了其发挥自愈修复的时间 3 起到辅助防腐作用 二氧化硅所形成的凝胶本身也有一定的隔离作用 防止外部的水分和气体渗入到镀锌层表面 发挥一定的辅助防腐作用 4 提高产品的涂装性能 二氧化硅在凝胶中是以极性颗粒存在的 因而除能将钝化层中的其他成分吸附在镀锌板表面以外 它还能起到媒介的作用 能与钝化层外涂层紧密结合 一改钝化后的镀锌板不能彩涂的不足 使钝化后的镀锌板不但能够继续涂装 而且涂装性能更好 事实上 加入二氧化硅以后的钝化液更接近于彩涂预处理液的成分 所以钝化后的产品既可以直接使用 也可作为彩涂基板 5 改善产品的耐指纹性 加入二氧化硅以后 硅胶的作用使钝化后的产品表面钝化膜更为均匀 形成了很淡很均匀的淡黄色 即使对指纹的吸附量较多也不易被人们察觉 故在一般目测情况下产品的耐指纹性能得到改善 6 二氧化硅与磷酸起到相辅相成的作用 二氧化硅的作用与磷酸相比应该说是相反的 二氧化硅是极性的 磷酸是非极性的 磷酸属于反应型的添加剂 二氧化硅属于附着型的添加剂 但二者之间并不相互排斥 不会削弱另一方的作用 而是相互取长补短 综合作用的结果使产品的外观 耐蚀性 涂装性均处于比较好的水平 比两者其中之一单独使用都好 实验 1 1工艺流程试样为热镀锌钢板 尺寸50mmx50mmx3mm 锌层厚度0 8mm 其钝化处理工艺为 热镀锌试样除油 水洗 室温风干 浸渍钝化一烘干 钝化液采用正交优选法确定 钝化条件为40 下浸渍60s 80oc烘干40min 1 2主要试剂硅溶胶 sio 质量分数21 ph值9一lo 密度1 16g em3 水性丙烯酸树脂 固含量45 5 ph值7 8 其他所用试剂均为分析纯 1 3中性盐雾腐蚀试验按gb10125 1997进行 采用连续喷雾方式 盐雾箱型号为yw 20 以试样表面腐蚀面积百分比随时间的变化来评价钝化膜的耐蚀性 1 4钝化膜的极化曲线极化曲线测试采用三电极体系 在chl600b系列电化学工作站测得 辅助电极为铂电极 参比电极为饱和甘汞电极 sce 钝化处理前后的镀锌试样为研究电极 测试介质为室温下ph值为7的5 nacl溶液 以稀盐酸或naoh溶液调节ph值 测试面积为0 5cmx0 5cm 试样测试前需稳定10rain 起始电位为自腐蚀电位 扫描速度为0 01v s 1 5钝化膜的形貌采用扫描电镜 philips xl30tmp 观察镀锌层钝化膜的表面形貌 并利用edx进行膜层成分分析 2 1钝化液组成对钝化膜耐蚀性能的影响在前期试验基础上 确定钝化液的成分为 钼酸盐 磷酸盐 硅溶胶 植酸 丙烯酸树脂及表面活性剂 因素设计三因素三水平正交试验 因素水平和试验的极差分析分别见表1和表2 由表1及表2可知 因素c极差最大 即硅溶胶浓度是影响膜层耐蚀性能好坏的主要因素 而钼酸盐的含量在5 15g l内及乳液的用量在100 200ml l对膜层耐蚀性能影响不大 比较k1 k2 k3可知