6061铝合金硅烷-氟钛酸盐复合膜的最佳制备工艺及耐蚀性

为了增强6061铝合金基体的耐蚀性,以盐雾试验后试样腐蚀面积作为评价指标,采用正交试验优选出以钛盐和H2O2为促进剂的铝合金氟钛酸盐协同硅烷复合膜的最佳制备工艺条件:钛盐5 g/L,氟化钠6 g/L,H2O210 m L/L,pH值为4,常温下浸涂60 min。在该工艺条件下制备出的复合膜具有较好的耐蚀性。通过极化曲线、中性盐雾试验分析比较了硅烷-氟钛酸盐复合膜和单一硅烷膜的耐蚀性能,并通过扫描电镜观察了膜层的表面形貌。结果表明:硅烷-氟钛酸盐复合膜可以降低6061铝合金的腐蚀速率,对铝合金基体有较好的保护作用。

6061铝合金表面氟钛酸盐协同硅烷复合膜的结构及缓蚀机理

为了提高铝合金的耐蚀性,采用无机物氟钛酸盐协同硅烷转化液在6061铝合金表面制备了硅烷-氟钛酸盐复合膜,通过扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)对比了复合膜和氟钛酸盐转化膜的表面形貌及元素组成;用原子力显微镜(AFM)对比了复合膜和氟钛酸盐转化膜表面的均方根粗糙度;采用红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)确定了复合膜的结构。结果表明:C,O,F,Al,Si,Ti,N是复合膜的主要组成元素,复合膜是由Si-O-Si,Si-O-Al等共价键形成的三维网状结构以及钛的氧化物TiO_2组成的;复合膜表面微突起结构的存在使得膜层表面的粗糙度增大,疏水性增强,因此耐蚀性能增强。最后对膜层的缓蚀机理进行了初步的探讨,得出:硅烷水解的羟基和钛盐钝化膜的氢氧根会发生反应,形成Si-O-M键,同时自身缩合形成的网状交联膜封闭钛盐膜表面的缺陷和空隙,阻碍氧与空气的进入,进一步提高了钛盐膜的耐蚀能力。

基于水性硅烷聚合物与Ti/Zr复合化学转化技术在多种金属表面的工艺研究

以6061铝合金、7075铝合金和镀锌钢为研究对象,通过优化一种水性环氧基硅烷聚合物与氟钛酸/氟锆酸复合化学转化工艺,同步提高了3种金属的耐腐蚀性能。采用电化学性能测试和硫酸铜点滴试验对膜层的耐腐蚀性能进行探讨,并结合扫描电镜(SEM)和能谱(EDX)对转化膜微观形貌及元素组成进行表征分析,最后探讨了钛锆硅烷复合转化膜的成膜机理。结果表明:当选择最优的工艺配方,即WB100水性硅烷2.7%、H_(2)TiF_(6)2.2 mL/L、H_(2)ZrF_(6)1.0 mL/L、转化时间90s、pH=3.7、温度40℃时,多种金属材料的复合转化膜表面均匀致密,具有较优的耐腐蚀性能。成膜机理分析表明,起始钛锆硅烷复合转化膜经3个阶段演变后,最终形成了由金属氧化物和有机单分子膜组成的双层膜结构。

6061铝合金表面氟钛酸盐改性硅烷膜的耐蚀性能

为进一步提高铝合金表面硅烷转化膜的耐蚀性能,采用氟钛酸盐改性硅烷形成复合转化液,并在6061铝合金表面制备硅烷-氟钛酸盐转化膜。采用极化曲线、CuSO_4点滴试验、盐水浸泡试验及盐雾试验评价转化膜的耐蚀性;研究了氟钛酸盐用量对复合膜耐蚀性的影响,并比较了单一转化膜和复合转化膜的耐蚀性。结果表明:氟钛酸盐的最佳用量为1.0×10^(-3)mol/L,此时复合膜的自腐蚀电流密度最小,极化电阻最大,腐蚀面积最少,耐CuSO4点滴时间最长,最佳氟钛酸盐用量下改性硅烷复合膜的自腐蚀电流密度相对于硅烷转化膜下降了1个数量级,24h中性盐雾后表面几乎没有白锈产生,盐水浸泡的腐蚀速率最小。

电镀锌钢板上氟锆酸盐协同硅烷复合膜的结构与耐腐蚀性能

为了提高电镀锌板硅烷膜的耐腐蚀性能,采用氟锆酸盐协同硅烷的无机/有机复合法在自制电镀锌钢板上制备了硅烷复合膜。通过SEM测试了硅烷复合膜的形貌,采用FTIR和XPS分析了复合膜的结构及元素组成,用中性盐雾试验测试了复合膜的耐蚀性能,并讨论了复合膜的成膜及耐蚀机理。结果表明:硅烷复合膜是由Si-O-Si等共价键形成的三维网络结构及ZrO2.ZnOxFy膜组成的复合膜层;涂覆复合膜的电镀锌板经96 h中性盐雾试验无任何腐蚀迹象。本硅烷复合处理工艺是一种优异的替代含铬钝化膜的绿色处理技术,具有良好的应用前景。

6061铝合金表面硅烷-镧盐复合转化膜的耐蚀性能和结合力

目前国内对稀土硝酸镧改性硅烷膜的耐蚀性少见研究报道。采用极化曲线、硫酸铜点滴试验方法,研究了硝酸镧对6061铝合金表面γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH-550)硅烷膜耐蚀性能的影响;通过全浸腐蚀试验进一步研究复合膜、空白试样、硅烷膜试样、镧盐钝化膜试样与有机涂层间的结合力。结果表明:在KH-550硅烷基础溶液中添加一定量硝酸镧可有效提高硅烷膜的耐蚀性和结合力;所得复合膜层均匀、致密。同时初步探讨了复合膜的耐蚀机理。

聚苯胺-乙烯三叔丁基过氧硅烷复合膜的制备及其电致变色性能的研究

采用恒电位法在氧化铟导电玻璃上电聚合制备了聚苯胺(PAn),利用溶液复合法合成了掺杂态聚苯胺-乙烯三叔丁基过氧硅烷复合电致变色膜,并对其结构和电致变色性能研究。结果表明,复合电致变色膜在稳定态时仅出现第二氧化峰,在外加电压下其颜色在绿色至紫色之间可逆变化,聚合物中加入偶联剂,可提高电致变色膜与导电玻璃基底的粘结性及改善复合膜的耐溶剂性能。

硅烷-钼复合无铬钝化膜的耐蚀性及标准曲线构建

为更好地指导新型硅烷-钼复合无铬钝化膜的工业化生产,研究钝化膜的耐蚀性能,构建皮膜量标准曲线。分别使用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)分析钝化膜的物相组成和表面元素价态。利用中性盐雾试验和电化学测试,探讨钝化膜的耐蚀性能。采用X射线荧光光谱法(XRF),绘制和构建皮膜量标准曲线。结果表明:硅烷-钼复合无铬钝化膜层中Si、Mo元素能分别与Zn形成化学键,膜层结合性较好。膜层耐蚀性在一定范围内随着膜层皮膜量升高而升高,当皮膜量高于800 mg/m2时,耐蚀性趋于稳定,其耐蚀性与稳定性接近Cr6+。此外,皮膜量与XRF射线强度呈线性关系,斜率为3.413。

氟硅烷自组装单分子膜的制备及其摩擦学性能

利用分子自组装技术制备了全氟辛酰胺丙基硅烷单分子膜,用X射线光电子能谱(XPS)对组装膜的表面元素进行了表征;接触角测试表明,该组装膜具有很好的疏水-疏油性,其对水的接触角高达105°,对正十六烷的接触角为50°.摩擦磨损实验结果表明,全氟辛酰胺丙基硅烷自组装单分子膜可以大大降低基片的摩擦系数,使载玻片的摩擦系数从0.85左右降低到0.14左右,而且低负荷下具有很好的耐磨性.

单晶硅表面有机硅烷/Ag_2O纳米微粒复合自组装膜的制备和表征

利用分子自组装成膜技术 ,在单晶硅表面制备了有机硅烷 /Ag2 O纳米微粒复合膜 .应用接触角测定仪、原子力显微镜和X射线光电子能谱仪分析表征了薄膜的组成和结构 .结果表明 ,通过硅烷偶联剂 3 氨丙基 三乙氧基硅烷在单晶硅基底表面的成功组装 ,获得了较为均匀的硅烷化表面 ,而Ag2 O纳米微粒可在硅烷化表面成功地进行组装 。

40Cr基体表面GO/BTESPT硅烷复合膜的制备和性能表征

为了防止40Cr金属基体的腐蚀,在其表面制备添加氧化石墨烯(GO)改性的双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物(BTESPT)硅烷复合膜。采用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪和接触角测量仪分析GO/BTESPT硅烷复合膜在40Cr基体表面的成膜性和疏水性,采用硫酸铜滴定试验和Tafel曲线测试研究其耐蚀性能。结果表明:GO/BTESPT硅烷复合膜在40Cr基体表面成膜性较好,接触角增加至87.41°,表面疏水性增加;与未处理的40Cr基体相比,GO/BTESPT硅烷复合膜试样耐硫酸铜腐蚀时间可达8.41 min,腐蚀电流密度下降了近2个数量级,腐蚀电位正移,表现出良好的耐蚀性能,GO/BTESPT硅烷复合膜在3.5 wt%的NaCl溶液中浸泡3 d后,仍具有一定的耐蚀防护性能。

冷轧钢表面锆盐复合硅烷涂层的性能及结构研究

采用溶胶-凝胶法,以氟锆酸钠与1,2-双(三甲氧基硅基)乙烷(BTMSE)为前驱体,在冷轧钢基体上制备无机/有机复合硅烷涂层。采用电化学技术(Tafel曲线与阳极极化曲线)及硫酸铜点滴实验对比考察复合硅烷涂层与纯硅烷涂层防腐性能。使用SEM,FTIR,XPS等测试方法考察其腐蚀前后表面形貌、官能团组成、元素价键结构等性质。结果表明:相比于纯硅烷涂层,复合涂层的腐蚀电流密度明显降低,极化电阻明显增大,腐蚀前后微观形貌基本不变。通过XPS对价键进行分析,认为在金属表面形成了Si-O-Zr键。对锆盐在金属表面成键及防腐机理进行探讨,并提出了新的结构模型。

FAS-SiO_2纳米复合薄膜制备及其憎水性能分析

采用溶胶 凝胶技术在玻璃衬底上制备出透明均匀的憎水性纳米复合薄膜 .实验表明 ,硅醇数量和SiO2 膜网络孔隙率是影响憎水性能好坏的主要因素 .H2 O/TEOS大 ,水解与缩聚充分 ,硅醇多 ,孔隙率高 ,SiO2 膜网络中驻留的氟代烷基硅烷 (FAS)多 ,憎水性好 .较佳溶胶配比是TEOS∶Ethanol∶H2 O =1∶10∶5～ 2 .5 .与硅烷偶联剂比较 ,FAS的憎水效果好 .FAS SiO2 纳米复合薄膜与水的接触角可达到 111° ,表面自由能小于 13mJ/m2 ,透光率大于 95 % ,薄膜附着强度大于一级 .

6061铝合金表面γ-APS协同稀土镧盐复合膜的性能

单一硅烷转化膜对金属基体的保护不足,稀土处理可对硅烷转化膜进行改性。以硅烷γ-APS协同稀土镧盐处理6061铝合金板材,在硅烷基础溶液中添加不同含量的稀土硝酸镧对6061铝合金进行转化处理,采用电化学方法和硫酸铜点滴方法,研究了硝酸镧含量对铝合金基体表面γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-602)硅烷膜耐蚀性能的影响,通过划格法和模拟大气腐蚀研究复合膜、硅烷膜试样、镧盐钝化膜试样与有机涂层间的结合力。结果表明:在KH-602硅烷基础溶液中添加15 g/L硝酸镧时硅烷镧盐复合膜的耐蚀性和结合力最好;复合膜主要由S,O,Si,Al,La元素组成,其中La元素含量明显高于单一稀土转化膜;与硅烷膜、镧盐转化膜相比,复合膜表现出很好的耐蚀性。

硝酸镧掺杂对6061铝合金表面硅烷膜耐蚀性能的影响

为改善铝及铝合金的表面防腐蚀性能,在γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)基础溶液中添加不同含量的硝酸镧,在6061铝合金表面制备不同硝酸镧浓度掺杂的硅烷-镧盐复合膜;采用极化曲线、硫酸铜点滴、腐蚀失重率试验等方法分析膜层性能,并得出了镧盐最佳用量。对比分析了最佳镧盐用量下复合膜、硅烷膜和稀土转化膜的耐蚀性能。结果表明:在KH-560硅烷膜制备过程中添加一定量硝酸镧可有效提高硅烷膜的耐蚀性,添加15 g/L硝酸镧时,形成的复合膜层致密且没有裂纹,耐蚀性最好;与单一的硅烷、镧盐转化膜相比,复合膜表现出很好的耐蚀性。

镀锌钢板表面稀土镧盐、硅烷协同钝化研究

提出了镀锌钢板的稀土镧盐、硅烷协同钝化工艺,先在镀锌钢板表面沉积一层稀土镧盐转化膜,再用乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷处理得到复合膜.盐雾试验、醋酸铅点滴试验、失重实验和电化学交流阻抗谱(EIS)测定表明,复合膜的耐蚀性优于单一镧盐转化膜和常规铬酸盐转化膜.扫描电镜(SEM)结果表明,复合膜表面极其致密均匀平整.漆膜划格试验结果表明,复合膜附着力达到5B标准,再涂装性可靠.

燃料电池硅钨酸掺杂有机硅质子交换膜

为了寻找质优价廉且易于制备的新型聚合物来取代现用价高难制备的全氟磺酸聚合物作为质子交换膜燃料电池(PEMFC)的质子交换膜(PEM),达到大幅度降低PEMFC成本的目的,以具有环氧乙烷结构的有机硅烷为原料,采用低温溶胶-凝胶法再配之以掺杂无机杂多酸硅钨酸的方法来制备新型有机-无机复合型质子交换膜,并采用红外光谱(FI-IR)、X射线衍射(XRD)、阻抗分析等实验方法对膜的结构和电性能进行了较深入地研究。研究结果表明,所制备的硅钨酸掺杂的有机硅聚合物分子中存在聚氧乙烯(PEO)结构,掺杂的硅钨酸(STA)通过分子间的化学键作用镶嵌在聚合物的内部;所制备的含有30%STA的硅钨酸掺杂有机硅聚合物质子交换膜在100℃的质子传导率为2.0×10-2S/cm,与市售Nafion115膜的性能基本相当。

钢铁表面复合转化膜的制备

为研究一种无磷涂装前金属表面处理技术,提出了以氟锆酸、硝酸锰和KH-792[即N−(2−氨乙基)−3−氨丙基三甲氧基硅烷]为原料在钢铁表面形成复合转化膜的方法。通过单因素实验确定了最佳工艺条件为:氟锆酸5.5 g/L,硝酸锰2.0 g/L,KH-7922.5 g/L,pH 2.5,室温,成膜时间10 min。通过扫描电镜观察到在钢铁表面形成了完整而致密的转化膜,由能谱分析结果推测其化学组成可能为MeZrF6·nH2O·[NH2(CH2)2NH(CH2)3SiO3)]m(Me)n(其中Me为Fe或Mn)。该转化膜的单位面积质量为3.1526 g/m^2,耐3%NaCl溶液浸泡时间为180 min。成膜液的疲劳度优于锌系磷化液和锆化液。

SiO_2/APTES/Zn_2BDC_2DABCO复合膜的制备和性能研究

将含有氨基的硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)接枝在多孔Si O_2片上,得到氨基活化的多孔Si O_2基底Si O_2/APTES。以氨基活化的多孔Si O_2为基底制备大面积连续致密的无机膜三乙烯二胺对苯二酸合锌(Zn_2BDC_2DABCO),即Si O_2/APTES/Zn_2BDC_2DABCO复合膜。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、气体分离测试对得到的复合膜的化学结构、表面形貌和气体分离性能等进行了表征分析。结果表明:制备的复合膜具有与模拟的立方体结构具有一致的晶相,且无机膜连续致密,无缺陷;气体分离测试结果显示该无机膜对CO_2具有很好的选择性,可以用来分离和回收CO_2。

交联型FSiPUA乳液的制备及涂膜性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚丙二醇(PPG)、端羟基丙基硅氧烷(PDMS)、三羟甲基丙烷(TMP)、甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)和二羟甲基丙酸(DMPA)为原料,采用溶液聚合法合成了含不饱和双键的有机硅改性水性聚氨酯(SiPU)水性分散体;以SiPU为种子乳液,加入丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA),通过自由基聚合合成交联型氟硅改性聚氨酯-聚丙烯酸酯(FSiPUA)复合乳液.考察了HPMA、PDMS和DFMA用量对乳液聚合及涂膜性能的影响,通过马尔文粒度仪、接触角仪、FT-IR、TG-DSC、XPS和AFM等表征了PUA、SiPUA、FSiPUA的乳液特性及涂膜性能.结果表明:当HPMA、PDMS和DFMA用量分别为5.2%、7.0%和20.0%时,可得到耐水性和疏水性良好的交联型FSiPUA复合乳液;HPMA、PDMS和DFMA的引入使涂膜的表面粗糙度增加,吸水率减小,水接触角增大,疏水性增强,热稳定性和力学性能得到较大提高.