建筑用镀锌钢板的表面处理及耐蚀性能研究

对比分析了建筑用镀锌基材、铬酸盐钝化膜和无铬复合膜在中性盐雾试验、醋酸铅点滴试验和电化学腐蚀试验中的腐蚀行为,并观察了镀锌基材钝化前后的表面形貌和元素变化。结果表明,无铬复合膜的耐腐蚀性能得到显著提高,与铬酸盐钝化效果较为接近。     

纳米氧化铝增强有机硅涂层抗原子氧剥蚀性能

采用硅烷偶联剂对纳米Al2O3进行表面处理并在聚酰亚胺(Polyimide)基材表面制备出纳米氧化铝增强有机硅涂层.用热阴极灯丝放电产生的氧等离子体来模拟原子氧环境,研究了有机硅涂层的质量损失、表面形貌及化学成分的变化.结果表明,原子氧对聚酰亚胺基材剥蚀严重,质量损失线性增加,表面形成地毯状.经表面处理的纳米Al2O3微粒可以均匀分布在有机硅涂层中,具有良好的抗原子氧剥蚀性能.原子氧暴露后,其质量损失和微观表面形貌变化较小,当纳米Al2O3含量为2.5%时,试样的质量损失仅为聚酰亚胺的4.7%.     

硅烷偶联剂在涂装前处理中的应用

利用硅氧基的偶联作用,研究了用硅烷偶联剂合成的封闭剂在工件涂装前处理中的应用.通过对封闭剂浓度、pH值和温度等工艺参数研究,合成了无污染、性能稳定、可工程化应用的封闭剂.用该封闭剂对发蓝工件进行封闭处理后,能明显提高工件的抗蚀性和对涂层的附着力,解决了因皂化和铬酸盐钝化而带来的涂层附着力较差和环境污染等问题.施工工艺简单,成本低廉,适合表面处理行业工程化应用.     

汽车内燃机活塞的表面防护与耐磨性能研究

采用等离子Ti+N共渗的方法对汽车内燃机活塞进行表面防护处理,对比分析了基材和表面Ti-N共渗层的表面形貌、物相和常温摩擦磨损性能。结果表明,经过Ti-N共渗后的基材表面形成了厚度约为14μm的合金层,表面合金层与基体界面结合良好,组织致密、均匀。随着离表面距离的增加,Cu元素含量逐渐增加,N元素和B元素含量逐渐减少,Ti元素含量呈现先增加而后降低的趋势。汽车内燃机活塞基材的主要物相为BeCu,经过Ti-N共渗处理后的表面物相主要为BeCu和TiN。Ti-N共渗层的磨损体积和磨损率都要明显小于基材,经过等离子表面改性处理后的内燃机活塞摩擦磨损性能得到明显提高。     

铜防变色表面处理的研究

通过对AMT、BTA、TTA等铜缓蚀剂以及AMT复配物作为钝化液对铜进行表面处理的研究，开发了铜的化学转化膜表面处理新技术，替代铜的铬酸盐处理技术。经过处理提高了铜的抗氧化变色能力，采用该法可以避免铬酸盐处理造成的环境污染。     

聚酰亚胺薄膜表面改性处理方法研究

目的利用聚酰亚胺(PI)可溶解于碱性溶液的特性,探究碱溶液改性处理PI基材表面的实验方法。研究NH_3·H_2O、NaOH和KOH等碱溶液的浓度、温度、时间和处理条件的不同与PI表面改性效果之间的关系,确定最佳改性处理方法。方法用不同浓度的NH_3·H_2O、NaOH和KOH溶液在室温或水热条件下处理PI基材。用正交试验确定水热条件的最佳碱浓度、温度和处理时间。样品处理前后的接触角变化用接触角测量仪测定,透光率用紫外可见分光光度计表征,拉伸强度和断裂伸长率用智能电子拉力机测定。结果实验得出的最佳表面处理条件为:25μm厚度的PI基材采用1.0 mol/L NH_3·H_2O溶液,室温下处理30 min;50μm厚度的PI基材采用0.05 mol/L NaOH溶液,水热温度120℃,时间90 min。结论对于厚度为25μm的PI基材,1.0 mol/L NH_3·H_2O溶液处理后,表面接触角降低至45°,说明NH_3·H_2O溶液可有效提高较薄PI基材的表面亲水性。KOH处理后的PI基材亲水性显著提高,但碱液浓度不易控制。采用NaOH水热表面改性方法,能较好地改善PI基材的表面亲水性,从而提高基材与无机涂层之间的界面粘附性。     

宝钢研发成功无铬表面处理的耐指纹镀锌板

经铬酸盐处理的表面处理钢板因其具有良好的耐蚀性和导电性，广泛应用于电子产品、家电和办公机器等设备中。但铬酸盐中含有的六价铬是一种有害物，在含铬产品的生产和使用过程中都会对环境产生污染，所以从防止地球环境污染的观点出发，人们强烈要求开发生产不含六价铬的表面处理钢板。     

化学转化膜——第三讲 铬酸盐处理

<正> 铬酸盐处理是使金属表面转化成以铬酸盐为主要组成的膜的一种工艺方法,实现这种转化所用的介质一般是以铬酸、碱金属的铬酸盐或重铬酸盐为基本成分的溶液。大多数工业上常用的金属或金属镀层,都可以使其表面转化成铬酸盐膜。金属进行铬酸盐处理的目的是:①提高金属或金属镀层的耐腐蚀性能。②提高金属同漆层或其它     

两种硅烷偶联剂修饰的铝合金表面超疏水性能研究

目的 探究硅烷偶联剂对铝合金超疏水表面性能的影响。方法 通过化学刻蚀并结合硅烷偶联剂修饰,在AMS 4037铝合金上制备超疏水表面。首先,通过HCl/H2O2混合液对铝合金进行刻蚀,在其表面构造具有多级蜂巢状的微/纳复合结构,再分别采用硅烷偶联剂和含氟硅烷进行疏水改性。详细研究2种改性剂的浓度对刻蚀铝合金表面润湿性的影响。采用接触角测量仪对材料表面润湿性和表面自由能进行测试,通过扫描电镜、能谱仪、激光共聚焦显微镜对表面微观结构和化学成分进行表征。同时,对2种硅烷偶联剂修饰的铝合金超疏水表面进行液滴冻结时间、防覆冰及自清洁行为测试。结果 铝合金表面的疏水性并不总是与改性剂的浓度呈正相关。当改性剂的质量分数为0.5%时,经硅烷偶联剂修饰后其刻蚀表面的接触角为156.3°,但滚动角大于30°,而经含氟硅烷修饰后其表面的接触角可达164.4°,滚动角为6°。液滴在硅烷偶联剂和含氟硅烷修饰后的超疏水表面的冻结时间分别为37、45 s。结论 相较于硅烷偶联剂修饰的刻蚀表面,含氟硅烷改性后其表面能更低,疏水效果更好。相较于未处理的铝合金表面,经硅烷偶联剂修饰后铝合金超疏水表面可显著抑制液滴的冻结过程,具有更长的冻结时间和延迟覆冰的能力,并且含氟硅烷修饰后表面的防冰性能更佳。自清洁实验也证明经含氟硅烷修饰后的表面具有更好的自清洁性能,其表面的微小灰尘颗粒更易被带走。     

机械镀镀层表面有机硅封闭

配制了合适的有机硅封闭剂。采用全浸试验、中性盐雾试验、电化学测试等试验对比研究了经铬酸盐钝化与有机硅封闭的机械镀镀层的耐蚀性。全浸试验与中性盐雾试验结果表明,涂层具有良好的耐蚀性,在盐雾试验中,经有机硅封闭处理的镀层腐蚀速率是纯镀锌层的近二十分之一,是经铬酸盐钝化处理的近四分之一;Tafel曲线表明,有机硅封闭剂有效地抑制了镀层表面的阴极反应和阳极反应,较大程度上降低了腐蚀电流密度。表面形貌与成分分析表明,该有机硅封闭剂具有良好的铺展成膜性。     

双一[γ一（三乙氧基硅）丙基]四硫化物处理热镀铝锌层的耐蚀性研究

采用双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(BTESPT)硅烷钝化液对热镀铝锌钢板进行了钝化处理.研究了在5%NaCl溶液中未钝化、硅烷钝化及铬酸盐钝化热镀铝锌钢板的极化曲线和电化学交流阻抗谱.通过中性盐雾试验比较了硅烷钝化膜与铬酸盐钝化膜的耐蚀性能.结果表明:经硅烷钝化液钝化后的热镀铝锌钢板,其腐蚀电位和电流密度下降,极化电阻增大,硅烷钝化膜抑制了热镀铝锌钢板的腐蚀过程,使得耐蚀性能远远高于铬酸盐钝化后的热镀铝锌钢板.     

直接用作金属表面新型防护涂层的硅烷偶联剂水解效果分析

研究了硅烷偶联剂直接在铁基材表面形成化学键合交联涂膜过程中的水解步骤，对影响形成硅醇的主要因素进行了讨论，提出并论证了用电导率测定方法可方便地在线监测和判断硅烷偶联剂水解程度和效果，同时采用ＦＴＩＲ光谱方法予以证实。这对硅烷偶联剂直接用作金属表面防护涂层性能研究及新工艺条件优化具有重要的指导意义。     

新型硅烷复合物在铝材表面处理中的应用

目的研制一种新型硅烷复合物,以替代传统的铬酸盐钝化液对铝材进行表面处理。方法将KH-560和A-151两种偶联剂进行复合,并添加合成的水性聚酯水解促进剂和带有活性基团的交联剂R,考察偶联剂配比、水解促进剂和交联剂R的用量对处理液稳定性及硅烷膜耐腐蚀性的影响。结果当KH-560与A-151的质量比为4∶1,水解促进剂的质量分数为0.4%~0.6%时,处理液的储存时间超过90天,硅烷膜也具有良好的耐腐蚀性能。对于储存后性能下降的处理液,添加4%(占处理液质量的百分比)的交联剂R后,即能在硅羟基之间形成明显的交联作用,有效增强硅烷膜的防护性能。结论该硅烷复合物的综合性能达到了工业化应用要求,可解决铬酸盐钝化液对环境的污染问题,具有良好的社会效益。     

金属表面硅烷防护膜层的研究进展

硅烷处理技术工艺简单,无毒,无污染,所得膜层与金属基体具有良好的结合力,且防腐蚀性能与铬酸盐转化膜相当。因此,在众多铬酸盐替代技术中显示出巨大的潜力。全面综述了硅烷膜层的防护机制、硅烷处理工艺以及不同金属基体表面硅烷膜层的研究进展。由综述分析可知：硅烷与金属表面的结合主要为化学键结合;文献中多采用浸渍的方法直接在金属表面形成硅炕膜层,而对于电沉积方法的研究还处于初步阶段;硅烷膜层的自愈性能主要是通过添加稀土实现的。根据综述分析的结果,指出了当前硅烷研究存在的问题及主要研究方向。     

镀锌钢板钛盐/硅烷复合膜的耐蚀性研究

研究了镀锌钢板上钛盐钝化膜、硅烷转化膜、钛盐/硅烷复合转化膜的表面形貌和化学成分,并对比了这3种转化膜与普通铬酸盐转化膜的电化学行为和耐盐雾腐蚀性能。结果表明:镀锌钢板钝化后,腐蚀电流密度降低,极化电阻及交流阻抗得到极大提高;钛盐/硅烷复合膜的耐蚀性已经接近普通铬酸盐钝化。SEM和EIS分析表明,硅烷膜是一层物理遮盖膜。     

Corrosion protection of electroplated nickel using silane coupling agent

Abstract

Electroplated nickel was chemically modified using an aminosilane coupling agent (as an alternative to chromate) in order to improve its corrosion performance. Infrared spectroscopy revealed that the silane bonded to the metal satisfactorily. The corrosion behaviour of a nickel electroplated steel workpiece was investigated using potentiodynamic polarisation and electrochemical impedance spectroscopy to optimise the silane deposition conditions. These data confirm that the most effective conditions are dipping in the silane coupling agent solution for 30 s and then curing at 100°C for 40 min.     

环境友好型达克罗处理技术的现状及研究进展

达克罗涂层的无氢脆、耐高温、强耐腐蚀性、附着力良好、高渗透性和强涂覆能力等特点使其近年来广泛用于汽车、家用电器、建筑、石油化工等领域。然而该涂层中的Cr⁶⁺由于具有较强的致癌、致畸、致突变作用而受到限制,且其硬度仅有1～2H,抗划伤能力差,耐磨性低,因此使用该图层的工件不适用于硬度和耐磨性要求高的场合。本文先介绍了达克罗涂液的主要组成成分(金属粉末、溶剂、铬酸盐钝化剂和特殊有机物)及铬酸盐在达克罗涂层中的作用(钝化作用、黏结作用和自愈作用);接着从环境友好型达克罗防腐涂层的成膜物质-铬酸盐替代物(无铬钝化剂-含氧酸盐及氧化物、稀土盐和有机黏结剂-硅烷偶联剂、硅烷偶联剂+缓蚀剂、树脂+缓蚀剂)的选取、无铬钝化液的配方优化、纳米微粒增强达克罗涂层三方面分别综述了国内外关于提高环境友好型达克罗涂层的硬度和耐蚀性,指出了各种成膜物质的不足并指出进一步的研究方向;最后简要介绍了稀土改性达克罗处理技术的防腐蚀机理,对环境友好型达克罗涂层研究中存在的问题进行了归纳,并对其发展方向进行了展望。在总结与分析的基础上可知,随着环境保护要求的提高,开发由有机聚合物(硅烷或树脂)和稀土盐...     

有机硅烷偶联剂在金属表面预处理中的应用

综述了有机硅烷偶联剂的种类、成膜机理、聚合物-金属界面模型、薄膜制备、薄膜及 涂层制品的性能.采用硅烷偶联剂对金属基体进行预处理,使涂层的附着力和耐蚀性均有明 显提高,可以代替磷化和钝化等传统预处理方法,BTSE硅烷偶联剂最理想.     

A comparative study of molybdate/silane composite films on galvanized steel with different treatment processes

Two types of molybdate/silane composite films were obtained on the surface of hot-dip galvanized steel sheets by either directly immersing in a solution containing silane and molybdate as additive (single-step process), or firstly immersing in a molybdate solution, then in a silane solution (two-step process). The chemical compositions and microstructures of the films were examined by scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Auger electron spectroscopy (AES) and reflection absorption infrared spectroscopy (RAIR). The corrosion resistances were investigated by electrochemical measurements and neutral salt spray (NSS) test. The results showed that the molybdate/silane composite film formed in the single-step process had a similar double-layer structure as that obtained in the two-step process. The inner layer was composed mainly of the elements O, Mo, Zn, and P, similar to the single molybdate film; whereas the outer layer was composed mainly of the elements C, O and Si, similar to the single silane film. Compared with the single molybdate or silane film, the corrosion current of the composite films was reduced and the impedance of the films was increased. Accordingly, the corrosion resistance of the composite films was remarkably enhanced to a level which was comparable to or even surpassing that of the conventional chromate passivation film.     

CORROSION RESISTANCE OF HOT DIP GALVANIZED STEEL PRETREATED WITH BIS-FUNCTIONAL SILANES MODIFIED WITH NANOALUMINA

The corrosion behavior of hot dip galvanized steel pretrvated with bis-[triethoxysilylpropyl] tetrasulfide （BTESPT） modified with alumina particles was studied. The corrosion resistance of the passiving films was evaluated by Tafel polarization curve and electrochemical impedance spectroscopy. The films formed on the galvanized steel substrate were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy and energy dispersive X-ray spectrometry. The surface morphology of the treated hot dip galvanized steel samples was observed by Field Emission Scanning Electron Microscope. The results show that the pretrvatments on the basis of silane films modified with nanoalumina particles have reduced both anodic and cathodic current densities, and increased total impedance in the measured frequency, consequently, improving corrosion protection for hot dip galvanized steel during immersion in NaCl solutions compared to chromate films and silane films.