AlCl3—NaCl熔盐电镀铝及其耐蚀性

1 前言 电镀铝是金属材料表面保护的有效方法之一。电镀铝层具有良好的光泽性、反射性和耐蚀性,且电镀铝无毒、无氢脆,以镀铝代替镀锌和镀镉具有广泛的前景。铝的电沉积迄今还不能在水溶液中实现,只能藉助于金属—熔融盐电镀体系。本项工作以黄铜为基体材料,对AlCl_3—NaCl熔盐体     

熔盐电镀铝技术在钢铁材料腐蚀防护方面的研究现状

介绍了熔盐电镀铝技术的特点和分类,从无机熔盐体系和有机熔盐体系两大熔盐体系着手,综述了熔盐电镀铝技术在钢铁材料腐蚀防护方面的研究现状,包括主要技术参数和镀层的性能。对熔盐电镀铝技术的研究方向进行了展望。     

Q235钢表面化学镀Ni-P的研究

利用正交试验方法研究了Q235钢表面化学镀Ni-P工艺对镀层质量,组织结构和性能的影响规律.结果表明:各因素对镀速影响的显著性顺序是:施镀温度＞硼酸(络合剂)加入量＞pH值＞镍磷比[Ni2 ]/[H2PO2]＞乙酸钠(缓冲剂)加入量;Q235钢表面化学镀Ni-P的最佳工艺参数为:pH值5.4,施镀温度为80℃,镍磷比0.28(硫酸镍15 g/L,次亚磷酸纳20 g/L),硼酸5.5 g/L;所得镀层硬度为Q235钢基体硬度的3.4倍,获得了磷含量超过11%的非晶镀层.     

Q235钢表面化学镀Ni-Cu-P的研究

用正交设计研究了Q235钢表面化学镀 Ni-Cu-P工艺对镀层质量、组织结构和性能的影响规律.结果表明:各因素对化学镀沉积速率影响的显著性顺序是:镍磷比> pH值>硫酸铜加入量>施镀温度> 柠檬酸钠加入量;实验条件下,较好的施镀工艺为:温度75 ℃,镍磷比0.25,pH值10.0,柠檬酸钠50 g/L;硫酸铜1.0 g/L;镀层显微硬度为Q235钢基体硬度的2.8倍,获得了磷含量超过11%的非晶镀层.     

钢铁件熔融盐电镀铝及其抗高温氧化性的研究

用A1C1。-NaC1-KC1和NaCl-KCl熔融盐分别于150C和800C的温度下，在Q235钢基体上获得了电镀铝层，并对电镀铝层的抗高温氧化性进行了研究。结果表明，无论是低温电镀还是高温电镀，电镀铝层的厚度都随着电流密度的增大和电镀时间的延长而增加，镀层厚度和电镀时间的平方根呈线性关系。Q235钢经电镀铝后，其抗高温氧化性得到显著的提高。     

Q235钢FHPP工艺

采用FHPP技术实现了Q235钢的成形连接,所采用金属棒消耗段的直径为φ14mm、预钻孔深为25 mm、孔径φ16 mm。对焊缝附近材料的微观组织进行金相观察和显微硬度测试,发现再结晶部分材料的晶体颗粒细化,焊缝附近再结晶部分材料的显微硬度由中心向两侧升高,在熔合线处降低。结果表明,转速过低导致母材和金属棒无法接合甚至出现马达憋死现象,采用转速为5000 r/min以上、进给速度为0.5 mm/s的组合,可获得较好的焊缝,且焊缝从底部往孔洞顶部方向,质量逐步改善。     

Q235钢表面纳米陶瓷涂层性能的研究进展

综述了近年来Q235钢表面制备纳米陶瓷涂层的研究进展,介绍了热喷涂法、熔敷法、热化学反应法、多元复合化学镀等技术的研究成果,分析了各种制备技术的优缺点,并展望了今后Q235钢表面制备纳米陶瓷涂层的发展方向.     

Q235钢的化学抛光

对某锁厂生产的钥匙片,优化了硝酸体系和过氧化氢体系两种抛光体系的化学抛光工艺配方,讨论了各种因素对抛光效果的影响和作用机理,并总结了两种抛光体系各自的优缺点。对于硝酸体系和过氧化氢体系,试验确定的最佳工艺配方分别为:HNO316%(体积分数下同),H3PO450%,H2SO434%,CrO310 g/L,温度100~140℃,时间4 min.和H2O2130 ml/L,草酸75 g/L,尿素20 g/L,H2SO43 ml/L,甘油2 ml/L,温度为室温,时间3~6 min。     

印刷设备用Q235钢的表面喷涂处理研究

采用等离子喷涂和高速火焰喷涂工艺,对印刷设备用Q235钢表面进行喷涂处理,对比分析两种喷涂工艺下WC-12Co涂层的微观组织,并进行了孔隙率统计和磨损性能测试。结果表明,等离子喷涂和高速火焰喷涂涂层的孔隙率分别为3.9%和1.3%,涂层与基体之间为机械结合。高速火焰喷涂涂层的耐磨性要明显高于等离子喷涂涂层。     

养兔场兔笼用Q235钢表面防锈蚀涂层的制备及其性能研究

目的针对养兔场兔笼用Q235钢焊接处表面易锈蚀问题,利用带锈涂料在其表面制备防锈蚀涂层以提高其耐腐蚀能力。方法利用磷酸酯单体和丙烯酸及其脂类单体与乳化液混合得到防锈涂料,按照GB/T 4054—2008在Q235钢表面进行涂覆。通过划圈仪参照GB 1720—1979评价涂层结合力,依据GB/T 6739—2006利用铅笔硬度测定涂层的硬度,通过涡流测厚仪测定涂层厚度,通过烟雾试验、NMP试验、EIS试验、Machu试验评价涂层的耐蚀性能。结果在Q235钢表面制备的防锈蚀涂层与基体的结合力为1级,结合强度高,涂层硬度5级,厚度约为12μm,Machu试验结果表明涂层腐蚀区域较小,显示出较好的抗腐蚀性能。涂层试样经过120 h的NMP试验后依然保持较好的完整度,表现出较好的耐溶胀性能。EIS试验结果说明涂层试样阻抗模值明显低于Q235钢,体现出较好的耐蚀性能。试样涂层经过240 h的盐雾试验后保持完整,体现出较好的耐蚀性能。结论在Q235钢表面制备防锈蚀涂层后,试样的耐蚀性能得到大幅提高。     

熔盐电镀钽及其耐磨损烧蚀性能

为提高火炮身管的磨损、腐蚀和烧蚀性能,在炮钢表面进行熔盐镀钽正交试验。采用极差分析法研究时间、温度、电流密度和镀件粗糙度对镀层厚度的影响,并对镀钽的工艺参数进行优化。利用硬度仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)等分析技术对钽镀层硬度、物相、微观形貌以及化学成分进行了表征;模拟身管内磨损、烧蚀与腐蚀3种工况,分别利用高温摩擦磨损试验机(HT1000)、脉冲激光(YAG-M50)和综合电化学测试方法对钽镀层与铬镀层耐磨损性能、耐烧蚀性和耐腐蚀性能进行对比研究。结果表明:在750℃,0.08A/cm2时可获结晶度不高的硬钽镀层,退火后得到α相钽,硬度下降;表面耐磨性增加,摩擦因数与磨损量较铬镀层分别降低33.3%与55.6%;腐蚀电位相对于铬镀层正移了365mV,大幅提高了其耐蚀性能;脉冲激光测试结果也表明耐烧蚀性能有所提高。     

缓蚀剂添加量对Q235螺纹钢耐蚀性能的影响

目的提高螺纹钢的耐蚀性能。方法采用模拟穿水淬火冷却工艺,在加入ZnSO_4缓蚀剂的介质中对Q235螺纹钢进行淬火热处理。通过XRD测试、大气腐蚀和电化学测试(包括极化曲线和交流阻抗)等手段对不同淬火介质中Q235螺纹钢进行表征和测试。结果淬火处理后试样表面生成Fe_2O_3、Fe_3O_4和Zn(OH)_2的保护膜,当ZnSO_4缓蚀剂添加量达到120 mg/L时,Q235螺纹钢的腐蚀速度由自来水淬火状态的0.4583 g/(d·m~2)降低到0.2083 g/(d·m~2),腐蚀速度降低了54.5%;Q235螺纹钢的腐蚀电位由-0.3752 V提高到-0.2997 V,增加了20.1%;腐蚀电流由5.2482×10~(-5)A降低到1.6082×10~(-5)A,降低了69.3%;容抗谱Rr由25.58Ω增加到32.52Ω,增加了27.1%。Q235螺纹钢在模拟雨水中的极化形式为电化学极化。结论 ZnSO_4缓释剂可有效提高Q235螺纹钢的耐蚀性能。     

Q235 钢在模拟海洋大气环境中的耐蚀性研究

目的研究Q235钢在海洋大气环境中的耐蚀性能,分析近海环境下Q235钢的腐蚀机理。方法采用盐雾试验、恒温恒湿试验等,模拟海洋大气环境,研究不同温度、相对湿度、氯离子含量下Q235钢的腐蚀规律,并利用表观腐蚀形貌分析、金相分析及XRD等技术手段,分析对应的腐蚀形貌和腐蚀产物。结果模拟海洋大气环境下,Q235钢腐蚀速率随温度升高而增加。随着氯离子含量增加,Q235钢腐蚀速率先增加后减小,当Na Cl质量分数为1.75%时,其腐蚀速率最大。相对湿度增大可以加速Q235钢腐蚀,相对湿度大于85%后,其腐蚀速率急剧增大。盐雾环境下,Q235钢的腐蚀类型为点蚀,主要腐蚀产物为Fe2O3和Fe3O4。结论海洋大气环境下,温度、相对湿度、氯离子含量均为Q235钢腐蚀的重要影响因素,腐蚀危害表现为点蚀穿孔,需要采取表面防护措施。     

Q235钢在湖北变电站土壤中的腐蚀行为研究

通过实验室和变电站现场条件下的埋片试验和电解试验等技术,对Q235钢在湖北变电站土壤中的腐蚀行为进行研究。结果表明,金属以局部腐蚀为主,pH值和含水量是土壤腐蚀性的关键因素;随着含水量的增加,Q235钢在酸性土壤中的腐蚀速率增加,含水量达到饱和时腐蚀速率最大,土壤含水量达到过饱和时,腐蚀速率仍比较大;Q235钢在酸性多水低盐土壤中的腐蚀性不宜用土壤电阻率判断。     

温度对Q235钢在碱性土壤中腐蚀行为的影响

采用失重法、极化曲线和电化学阻抗谱研究了Q235钢在不同温度碱性土壤中的腐蚀行为。试验结果表明:Q235钢的极化电流密度随着温度的升高而增大,结合层电阻R_1和电荷转移电阻R_t逐渐减小,提出了该体系的等效电路图。     

Q235钢在北京土壤环境中的腐蚀行为

通过现场实验(1,2和2.5 a)和电化学阻抗谱(EIS)的测试,并结合腐蚀形貌宏观观察,SEM,XRD及失重法对Q235钢在北京土壤环境中的腐蚀行为及机理进行了研究。结果表明：现场埋样1,2和2.5 a的Q235钢的腐蚀特征均表现为全面腐蚀,且局部点蚀程度严重。随埋样时间的延长,Q235钢的腐蚀速率先增加后略有减小, 其平均点蚀深度和最大点蚀深度均增加。腐蚀产物均主要由α-FeOOH,β-FeOOH,γ-FeOOH及γ-Fe₂O₃组成。随埋样时间的延长,α-FeOOH相对含量有所增加,腐蚀产物层的致密性及连续性有所改善,但腐蚀产物层不具有良好的保护性。     

L-苯丙氨酸对Q235钢在硫酸中的缓蚀作用

采用电化学方法,研究了L-苯丙氨酸对Q235钢在0.5mol/L H2SO4溶液中的缓蚀作用及缓蚀机理,分析了其缓蚀剂类型。结果表明:L-苯丙氨酸的缓蚀效率随浓度的增加而增大,而且随着温度的升高,Q235钢表面单个活性位点上吸附的缓蚀剂分子数量增加,缓蚀效率也增大;L-苯丙氨酸属于混合抑制型缓蚀剂,作用机理为几何覆盖效应,其在Q235钢表面的吸附为单分子吸附,且吸附规律符合El-Awady动力学模型。     

Q235碳钢在红壤中的腐蚀行为

采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等技术对在红壤中服役多年的变电站接地网Q235碳钢进行了形貌观察和腐蚀产物分析,并通过电化学和模拟加速腐蚀试验对比研究了Q235碳钢在红壤中的腐蚀行为。结果表明:接地网材料表面形成的腐蚀产物主要是铁的氧化物,主要有Fe2O3、Fe3O4、FeOOH,并且Cl元素的存在会加剧Q235碳钢材料的腐蚀;当土壤含水率为20%(质量分数,下同)时,Q235碳钢在红壤中腐蚀速率最大,Q235碳钢的腐蚀电流密度随Cl-与SO42-的变化规律基本一致,都是先增大后减小,并且可划分为3个区间;Q235碳钢在红壤中的腐蚀速率随着试验时间的延长呈现先降低后小幅升高的趋势,该加速腐蚀试验,没有改变Q235碳钢在红壤中的腐蚀机理,且与现场有较好的相关性。