铜缓蚀剂及其与硅烷复合自组装膜耐腐蚀性能

目的解决铜及铜合金在海水介质中的腐蚀问题。方法采用自组装技术在铜表面制备了甲基-1H-苯并三唑(TTA)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、L-精氨酸和L-组氨酸4种缓蚀剂的自组装膜,并将这4种缓蚀剂分别与双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si-69)进行组合制备了复合自组装膜,通过电化学方法研究了铜表面自组装膜的耐腐蚀性能。结果所有缓蚀剂及其复合膜层均具有一定的耐腐蚀性,不同缓蚀剂自组装膜的缓蚀效率从大到小为:CTAB(78.78%)>TTA(61.00%)>组氨酸(56.03%)>精氨酸(46.38%)。相比空白铜样品的水接触角(76.9°),CTAB自组装膜的接触角达100.7°。缓蚀剂与Si-69复配的自组装膜性能比单一缓蚀剂或硅烷更加优异,且在4种缓蚀剂中CTAB效果最好,其缓蚀效率达96.91%,其余依次为TTA(85.38%)、组氨酸(84.91%)和精氨酸(82.09%)。CTAB与硅烷复合膜层的水接触角为105.6°。结论在铜表面制备CTAB、TTA、组氨酸、精氨酸4种自组装膜可以有效提高材料的耐蚀性。将4种缓蚀剂与硅烷复配时缓蚀效率均有提高,硅烷的加入能够改善缓蚀剂自组装膜层结构,提高耐蚀性。结果表明,利用缓蚀剂与硅烷复配的协同效应来提高膜层性能是一种可行的思路。

亚铁离子对甲磺酸高速镀锡溶液电化学行为及其镀层的影响

研究了带钢甲磺酸体系高速镀锡工艺中,杂质Fe2+对镀锡溶液电化学行为及其镀层的影响。镀液循环伏安特性和调制动力学行为研究结果表明:Fe2+主要对甲磺酸镀锡液的阴极放电过程有影响,提高了镀液的析氢活性,降低了电流效率,Fe2+在H+和Sn2+的放电过程中不参与沉积。转速>1 000 r/min、Fe2+含量大于5 g/L时,Sn2+电化学反应扩散控制拐点消失,H+和Sn2+的混合反应控制区增宽,析氢电位随转速提高而正移。赫尔槽试验和扫描电镜观察发现:Fe2+不影响镀液的分散能力,但降低了镀液电流效率;Fe2+含量大于15 g/L时,1.1 g/m2锡量的镀锡板的镀层表面粗糙,结晶不均匀细致,Fe2+的存在使镀层孔洞明显增加,镀锡板耐蚀性下降。

镀锡板烧点缺陷机理与控制技术研究

研究镀锡板产生烧点的机理,旨在解决镀锡机组高速运行时板面烧点质量缺陷难点问题。采用电镜分析、X射线能谱分析等方法,分析带钢表面烧点缺陷位置电镜形貌、元素组成等,锁定影响因素。通过提升工艺段带钢张力、速度控制精度,研发连续拉矫控制技术,提出了控制电极板、边缘罩在静态与动态工况下的位置精度方法,机组速度稳定在400mpm以上,边缘罩投用率100%,彻底消除了镀锡板边部烧点缺陷。

铁离子对甲磺酸高速镀锡液中锡离子氧化水解的影响

通过监测镀液吸光度和Sn^2＋含量随甲磺酸（MSA）高速镀锡液中铁离子（Fe^2＋和Fe^3＋）含量的变化，分析了镀液中Sn^2＋氧化水解速率与铁离子的关系。结果表明，在简单盐溶液体系中，Sn^2＋先氧化生成Sn^4＋，再水解生成偏锡酸沉淀。Fe^3＋氧化Sn^2＋而生成的锡泥是影响镀液浊度的主要因素。Fe^2＋含量为5～15g／L时，Fe^2＋对Sn^2＋的氧化有稳定的减缓作用；Fe^2＋含量为10g／L时对Sn^2＋氧化水解的减缓作用最强。鼓气加速Sn^2＋氧化水解的试验表明，Fe^2＋含量为10g,／L的镀液中Sn^2＋质量浓度与鼓气时间呈线性关系。

Nafion修饰汞膜电极微分脉冲阳极溶出伏安法测定蔬菜中的铅

采用Nafion修饰汞膜电极微分脉冲阳极溶出伏安法测定蔬菜中的铅,选择0.1 mol/L NH4NO3作为支持电解质,富集时间420 s,搅拌速度300 r/min,Nafion修饰体积10μL,考察了共存离子的干扰。方法在0.01μg/L～14.0μg/L范围内线性良好,检出限为0.2μg/L,铅酸电池厂附近蔬菜样品的测定结果与石墨炉原子吸收光谱法相吻合,加标回收率为89.5%～106%。

镀锡钢板表面钝化膜的形成机制

未来,重铬酸盐阴极电解钝化仍有一定的应用市场,对其成膜机理的深入了解,有助于从另一方面推动无铬钝化技术的发展。对镀锡钢板进行了重铬酸盐钝化,从理论上分析了其电化学钝化与化学钝化成膜的过程及膜的组成差异;采用电量法与光电子能谱(XPS)法测定了镀锡钢板钝化前后表面的组成,验证了理论分析的结果;通过对不同钝化条件下得到的镀锡钢板表面的Sn3d和Cr2p峰的拟合,分析了钝化电量与电位对电化学和化学钝化过程的影响。结果表明:镀锡钢板表面重铬酸盐阴极电解钝化过程中电化学和化学2种钝化同时存在,膜的构成物分别为Cr(OH)3,Cr2O3。

钝化工艺对甲磺酸盐镀锡板表面钝化膜性能的影响

通过正交试验,研究了钝化电量、主盐浓度、钝化液p H与温度对甲磺酸盐镀锡板表面钝化膜铬含量、耐蚀性与漆膜结合力的影响。在本实验选定的参数范围内,钝化电量对以上3种性能都有较为显著的影响,尤其是漆膜结合力。钝化液p H对钝化膜的铬含量与耐蚀性影响最大,在实际生产中,钝化液的p H控制在4.2左右为最佳。生产高钝化电量镀锡板时,应避免采用过大的电流而影响钝化效果,并适当调低钢带走速作为配合。

钝化方式对镀锡板钝化膜组成与性能的影响

为提高镀锡板表面钝化膜的性能,利用X射线光电子能谱(XPS)、扫描Kelvin探针(SKP)、Tafel曲线和盐雾试验等方法,研究了化学钝化(300工艺)、电化学钝化(311工艺)与化学–电化学联合钝化(300+311和311+300工艺)4种不同钝化方式所得钝化膜的组成与耐蚀性能。结果表明,300工艺得到的钝化膜均匀性较好,311工艺得到的钝化膜铬含量较高、较厚、耐蚀性较强。联合钝化方式结合了300与311两种工艺的优点,所得钝化膜中铬氧化物的水合程度小,烘烤稳定性强。其中,300+311(先化学钝化后电化学钝化)工艺的钝化效果最好,钝化膜均匀性与耐蚀性最优。建议在镀锡板钝化生产中,第一个槽的第一道工序可以不通电以进行化学钝化,之后再电化学钝化。

钝化液中的杂质离子对镀锡板钝化膜性能的影响

通过电位-时间曲线、Tafel曲线测试和中性盐雾试验,研究了镀锡板铬酸盐体系钝化液中硫酸根、铁、锡等杂质离子对钝化膜铬含量和耐蚀性的影响。结果表明,上述3种杂质离子的存在会导致钝化膜的铬含量与耐蚀性下降。当SO_4^(2-)、Fe^(2+)和Sn^(2+)的含量分别超过10、7和11 mg/L时,钝化膜的铬含量与耐蚀性明显下降。在实际生产中,应将钝化液中这3种杂质离子的含量控制在上述质量浓度以下。可通过加强酸洗与带出回收后的水洗,加快淬水液更新,加强钝化液的过滤,及时更换钝化阳极,以及保证钝化液原材料的纯度等方法来控制杂质离子的含量。

钝化液的老化及其对镀锡板钝化膜性能的影响

为研究钝化液老化对镀锡板钝化膜性能的影响,首先研究了老化过程中钝化液的变化,再通过单因素试验考察了钝化液的变化对钝化膜性能的影响。在此基础上结合生产实际,研究了钝化液老化对钝化膜铬含量、耐蚀性与黑灰程度的影响。结果表明,钝化液的老化过程伴随着Cr、Fe不溶物的生成以及pH和槽压的升高,这些变化都会影响钝化膜的生成及其性能。生产现场都会对钝化液pH进行实时监控,因此由钝化液老化引起的钝化膜铬含量和耐蚀性的下降以及黑灰量的增加,主要与不溶物在阴极表面的吸附有关。生产中通电量达到37.5 A·h/L时,需通过加强钝化液的过滤与加快溶液的更新速率来降低其老化程度。

微分脉冲伏安法测定加碘盐中碘酸根离子

报道了运用微分脉冲伏安法测定食盐中碘酸根含量的方法。在1.0mol/LNaCl,pH=12的介质中,当脉冲振幅为70mV,脉冲周期为0.2s时,碘酸根离子在微分脉冲伏安图上出现一个灵敏的微分脉冲伏安峰,峰电位为-1.30V(vs.Ag/AgCl),峰电流与碘酸根离子浓度在2.0×10-7～1.0×10-5mol/L范围内成良好的线性关系,相关系数为0.9995,方法检出限为1.0×10-7mol/L。方法已用于加碘食盐中碘酸根含量的测定,平均回收率为100.7%。循环伏安(CV)测试表明,碘酸根在汞膜电极上电化学反应是不可逆过程。

镀锡板孔隙类型及其铁溶出值分析

根据镀锡板的多层结构,研究了三种镀锡板表面的孔隙类型。采用孔隙率测试方法分析了不同锡量的镀锡板脱锡前后的铁溶出值变化。结果表明:脱自由锡层前,铁溶出值与镀锡量和合金层厚度直接相关,孔隙以B类孔隙为主;脱自由锡层后,铁溶出值与合金层厚度无明显线性相关性,明确了孔隙率测试结果中铁源为基板铁和合金态铁,证明了合金层和基板的铁腐蚀速率存在差异。

梅钢甲基磺酸镀锡液体系的实验室评价

通过浊点测试和Hull槽测试等方法对梅钢生产线上的甲基磺酸盐镀锡液进行了评价。以Hull槽测试结果为判断标准,对镀液进行了调试。结果表明,添加剂的减量及主盐浓度的增加可有效改善镀液性能。

大电流启镀对不同粗糙度钢板镀锡及其软熔合金层耐蚀性的影响

为得到具有良好耐蚀性的镀锡层,在对镀锡电流密度优化的基础上,保持总电镀电量及其他工艺条件不变,采用大电流冲击启镀对2种不同粗糙度的T4CA低碳钢板进行镀锡。利用扫描电子显微镜对比研究了常规电镀与大电流启镀下,不同粗糙度低碳钢板镀锡层及其软熔合金层微观形貌的变化,以及由此对镀锡板耐蚀性产生的影响。结果表明:大电流启镀可获得细致、均匀且覆盖度高的镀层,软熔合金层较为均匀、致密,耐蚀性较强。

阴极溶出伏安法测定水泥中Cl^-的含量

水泥中Cl^-含量的测定方法有电位法、蒸馏分离-汞盐滴定法、X射线荧光分析法、离子色谱法、Cl^-选择电极法和硫氰酸盐容量法等。汞膜电极阴极溶出伏安法测定水泥中Cl^-含量尚未见报道。本方法直接取水泥蒸馏液进行测定,比传统的滴定方法操作简便,灵敏度高,结果稳定。

带状色差对冷轧低碳钢板表面性能影响

研究冷轧低碳钢表面带状色差区域与正常区域的表面性能以及带状色差对产品性能的影响。采用表面接触角、红外光谱、X光电子能谱、辉光放电能谱、三维形貌以及电化学测试等方法,分析清洗前后冷轧钢板表面接触角、表面及表层元素组成、微观结构、电化学性能等。结果显示轧硬钢板和退火钢板清洗前后,表面接触角均由80°以上降至35°以下,说明表面残留物均可被清洗去除,达到润湿一致性表面。退火钢板表层10 nm内有C和Mn元素富集,其带状色差区域面粗糙度为0.588μm、面最大峰高为2.964μm、面最大谷深为-3.873μm,均高于正常区域。同时,带状色差区域的腐蚀电流、阻抗、晶面衍射峰和表面金相等数据显示与正常区域无显著差异。研究发现带状色差是根植产品表面的外观形貌特征,并非异物富集所致,差异从轧硬钢板遗传至退火钢板表面,主要体现为表面形貌的粗糙特征,不影响清洗性和电化学活性,也不改变钢板的晶面和金相组织。

大电流启镀对甲基磺酸盐镀锡锡层覆盖度的影响

通过Hull槽试验研究了大电流启镀工艺对Hull槽试片漏镀区的影响,并采用扫描电子显微镜和X射线色散谱（EDS）对大电流启镀工艺下镀层覆盖度进行了直观的表征。结果表明,采用大电流启镀工艺可改善Hull槽试片低区的漏镀现象,使镀层晶粒更加细致均一,从而能够有效提高镀锡层的覆盖度。

预烘烤对镀锡板表面膜层和润湿性的影响

目的提高镀锡板与涂料匹配性,研究预烘烤消除缩孔对镀锡板表面膜层和润湿性能的影响。方法采用计时电位曲线、X光电子能谱仪、热重差热测试及表面接触角方法,分别评价烘烤处理前后的镀锡板表面钝化膜、氧化膜成分含量变化,并通过表面能对表面润湿性变化进行分析。结果120℃烘烤不同时间下,钝化膜铬含量由4.30μg/cm2增至5.16μg/cm2,膜层中的Cr(OH)3/Cr2O3含量比例显著下降,使Cr(OH)3脱水缩合生成电活性的Cr2O3被检出。氧化膜含量(库伦法计算)由1.5m C/cm2以上降至0.6m C/cm2左右,其组成进一步被氧化生成SnO2,无法被阴极还原,降低了可被检出的氧化膜含量。水接触角由86°快速降至65°左右稳定,表面能值由37.5 mN/m最高增至50 mN/m,说明烘烤处理大幅提高了材料表面被水极性介质的润湿作用。结论通过镀锡板涂膜前预烘烤处理,改变了镀锡板表面钝化膜和氧化膜组成以及含量比例,降低了水接触角,提高了表面能值,增强了材料对涂料表面张力适配范围,有利于漆膜稳定铺展,为涂料端配方优化,实现镀锡板缩孔控制提供了技术方向。

镀锡原板耐蚀性差异研究

通过酸洗失重、酸洗时滞、腐蚀极化曲线和交流阻抗等方法研究了两种镀锡原板的耐蚀性能,并通过XRF、XRD以及金相分析等手段分析了引起两种原板耐蚀性差异的原因。结果显示:镀锡原板耐蚀性差异与其表面物质有关,润滑乳化液增加了脱脂前后原板B的耐蚀性差异。脱脂后原板B与原板A的表面元素种类、含量及其晶面织构和择优取向差异不明显,两者耐蚀性差异主要与其轧后原板表面晶粒尺寸的均匀性相关。

原板夹杂物诱发镀锡板点腐蚀缺陷分析

原板高强减薄和锡量降低是镀锡板发展的重要趋势,直接对原板夹杂物和镀锡板表面缺陷控制提出了更为严格的技术要求。通过对夹杂物含量异常的钢坯进行全流程加工得到的1.1/1.1 g/m2规格镀锡成品卷的研究,发现经过10 d在库测试,镀锡板表面产生点腐蚀缺陷。利用光学显微镜、扫描电镜和电子能谱等方法就镀锡板点腐蚀缺陷进行了深入分析,结果发现黄褐色腐蚀产物元素成分为O、Fe,源于基体腐蚀,并伴有原板夹杂物存在。通过金相切片确认典型点腐蚀缺陷样品夹杂物尺寸为96.82μm×50.00μm×8.86μm,属于原板表面嵌入型夹杂,其成分特征为主要含Al、O元素。夹杂物的存在改变了局部区域的原板轧制纹理和镀层形貌,产生近似椭圆白点缺陷,锡层沉积量由缺陷中心外延逐步增加,整体在11.02%～28.08%范围内波动。根据夹杂物伴随点腐蚀缺陷特征,其诱发镀锡板腐蚀行为与夹杂物形成的原板晶体结构缺陷、锡层差异沉积与夹杂物导电性和硬度直接相关。通过研究,清晰地描述了原板表面夹杂物对后续镀锡板成品的表面质量影响关系,为更好控制原板夹杂物提升镀锡板产品表面质量提供了实际数据支撑。