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。

铝合金表面锆钛硅烷复合转化膜的研究

为了提高铝合金表面耐腐蚀性能,本文通过六氟锆酸、六氟钛酸、偏钒酸钠、单宁酸组成的转化浴在铝表面制备了TVMC转化膜,并在此基础上,进一步研究了复合硅烷转化膜材BTSEPT(双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物)/GPTMS(3-[2,3-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷)对涂层性能的改善。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射谱(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)观察转化膜的微观形貌和分析转化膜的结构组成,采用电化学阻抗谱(EIS)和极化曲线(Tafel)评价转化膜的耐腐蚀性能。结果表明,制备的TVMC/BG复合转化膜均匀完整,改善了TVMC涂层表面的裂纹与不平整情况,复合膜主要由C、O、Si、S、V元素组成且在表面分布均匀,膜层主要由Si-O-Si以及Si-O-C的交联结构组成,对基材的保护性能良好,使自腐蚀电位降低130 mV,腐蚀电流密度为1.092×10^(-8)A·cm^(-2),相对于基材降低约4个数量级。结果表明BTSEPT/GPTMS硅烷的复合膜层成功附着在TVMC涂层表面,进一步提高了对A5052铝合金的保护性能。

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。

镀锌钢板表面有机硅烷-氟钛酸复合钝化膜的耐蚀性能及成膜、耐蚀机理

为了开发绿色环保的热镀锌钢板钝化工艺,将γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)复合,再添加30%双氧水改性的氟钛酸制成复合钝化液对镀锌钢板钝化,并制备了有机硅烷钝化膜以比较。通过红外光谱分析膜层的分子结构,并用电化学Tafel极化曲线、交流阻抗谱(EIS)、中性盐雾试验、盐水浸泡试验等测定了膜层的耐蚀性能。结果表明:与有机硅烷膜相比,有机硅烷-氟钛酸复合膜具有更好的致密性和耐腐蚀性,经72 h盐雾试验出现白锈面积仅为8%。

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。

硅烷自组装膜及硅烷/二氧化钛复合膜的XPS表征与摩擦性能研究

利用分子自组装膜技术制备了有机硅烷 /纳米 Ti O2 复合膜 ,并用 XPS进行了表征 .摩擦磨损试验结果表明 ,硅烷自组装膜可以降低基片的摩擦系数 ,但其强度较弱 ,这可能是由于硅烷与基片的结合强度较弱、硅烷碳链较短以及硅烷在基片上的自组装不太致密有关 .硅烷 /Ti O2 复合膜的摩擦系数比硅烷自组装膜的摩擦系数小 ,而且耐磨寿命大幅度提高 .摩擦 50次以后 ,硅烷 /Ti O2 复合膜的摩擦系数突然增大并超过干净基片的摩擦系数 ,这可能是由于 Ti

热镀锌钢铈盐/硅烷复合膜的制备及其耐蚀性能

热镀锌钢板上单一的铈盐、硅烷钝化膜有一些缺点,对提高其耐蚀性作用不大。为此,将热镀锌钢板先经铈盐溶液处理,再用乙烯基三甲氧基硅烷溶液浸渍,获得了铈盐/硅烷复合钝化膜。采用扫描电镜(SEM)、俄歇电子能谱(AES)、盐水全浸试验和电化学交流阻抗谱(EIS)研究了复合膜层的表面形貌、结构特性和耐蚀性能。结果表明:硅烷膜能较好地填充铈盐转化膜中的裂纹,铈盐/硅烷复合膜层连续、完整、致密,厚400～450 nm,与基体结合较好,复合膜中硅烷膜/铈盐转化膜/锌基体的化学成分呈连续的梯度变化;与热镀锌钢相比,单一铈盐转化膜、硅烷膜的交流阻抗值增加了1个多数量级,复合膜的则增加了约2个数量级,复合膜层的耐蚀性较单一膜层显著增强,且优于常规铬酸盐钝化膜。

镀锌钢板的硅烷复合膜表面改性

通过将镀锌钢板先后浸入γ-氨丙基三乙氧基硅烷(γ-APS)溶液和双-[3-(三乙氧基)硅丙基]四硫化物(BTESPT)硅烷溶液,在其表面形成致密的硅烷复合膜.析氢、碱浸失重、盐雾实验均表明硅烷复合膜的耐蚀性明显优于单一硅烷膜,甚至超过某些铬酸盐转化膜.电化学实验表明复合膜的存在阻碍了锌电化学腐蚀中的阳极氧化反应,从而显著地降低了锌的腐蚀速率.SEM显示硅烷复合膜结构完整,对基体覆盖度高.EDX分析表明复合膜物相组成以C、O、Si、S为主,γ-APS膜对BTESPT的成膜起到促进作用.

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.

镀锌钢板表面硅烷、铈盐复合膜的制备及耐腐蚀性能研究

先在镀锌钢板表面涂装一层γ-氨丙基三乙氧基硅烷(γ-APS)膜,然后再在γ-APS膜上沉积铈盐转化膜的方法制得复合膜。析氢、碱浸失质量、盐雾实验均说明复合膜的耐腐蚀性明显优于单一铈盐转化膜,且超过某些铬酸盐转化膜。Tafel极化曲线和交流阻抗谱的测定表明复合膜的存在阻碍了锌电化学腐蚀中的阴极还原反应,使电荷转移阻力大增,显著降低了锌的腐蚀速率。经XRD、SEM分析,复合膜中铈盐转化膜的主要成分为CeO2,结构较单一铈盐转化膜更加致密,对基体锌的覆盖度更高。并初步讨论了复合膜的成膜及耐蚀机理。

镀锌钢上钼酸盐/硅烷复合膜的组成与耐蚀性

分别采用一步法和两步法在热镀锌钢板表面获得钼酸盐/硅烷复合膜,通过X射线光电子能谱分析(XPS)、俄歇电子能谱剥层分析(AES)、盐雾腐蚀试验(NSS)及Tafel极化曲线等对两种复合膜的化学成分和耐蚀性能进行了研究,并将它们与单独的钼酸盐转化膜、硅烷膜进行对比。结果表明:一步法和两步法制备的复合膜具有相似的双层结构,内层以钼酸盐转化膜(含O、Mo、Zn、P)为主,外层以硅烷膜(含C、O、Si)为主,内外层之间及膜与锌基体之间的化学成分呈梯度变化;与单独的钼酸盐膜、硅烷膜相比,两种复合膜对腐蚀的阴极过程的抑制明显增强,自腐蚀电流减小至单层膜的1/5以下,耐蚀性显著提高;两步法制备的复合膜耐蚀性超过常规铬酸盐钝化膜,而一步法制备的复合膜的耐蚀性比由两步法制备的稍差,但仍接近常规铬酸盐钝化膜。

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 。

热镀锌钢板钼酸盐/硅烷复合膜层的耐腐蚀性能

热镀锌钢板铬酸盐钝化膜耐蚀性好,但有污染,而钼酸盐转化膜防腐蚀性能又与膜厚相关,目前无法获得连续的厚膜,因而其防腐蚀性能往往不佳。对热镀锌钢板钼酸盐转化后再浸涂一层硅烷膜,获得了钼酸盐/硅烷复合膜。AES分析表明:膜层为双层结构,最外层基本上是由C,O,Si组成的硅烷膜,内层则为钼酸盐转化膜,膜厚约为350～400 nm;硅烷膜/钼酸盐转化膜/锌基体的化学成分形成了连续的梯度变化,膜与基体结合良好。中性盐雾试验(NSS)、极化曲线和电化学交流阻抗谱(EIS)研究表明,复合膜的阳极极化和阴极极化均明显增强,腐蚀保护效率显著提高,发挥了单一钼酸盐转化膜和单一硅烷膜腐蚀保护的协同效应,电化学阻抗值提高了约一个数量级,是替代传统铬酸盐钝化的一个好方法。

铝管表面BTESPT硅烷稀土复合膜的制备及耐蚀性的研究

采用浸渍法制备硅烷稀土复合膜,通过先在试样表面组装一层双-[3-(三乙氧基)硅丙基]四硫化物(BTESPT)硅烷薄膜,再在膜上沉积稀土铈转化膜制得硅烷稀土复合膜。采用电化学、点滴和盐雾实验对铝管表面硅烷稀土复合膜的耐蚀性进行考察。Tafel极化曲线和交流阻抗(EIS)测试结果均表明:其耐蚀性与空白试样相比,自腐蚀电流和阻抗分别提高了2个数量级和3倍;盐雾实验结果也表明:其抗蚀能力提高了3倍;SEM显示:其复合膜层均匀、致密;EDS检测分析表明:复合膜主要由S,O,Si,Al和Ce等元素组成;并初步探讨了复合膜的成膜机理。

铝合金表面复合硅烷化膜层的制备和表征

为了提高铝合金表面的耐蚀性和与有机涂层的粘接耐久性,首先对铝合金进行水煮(65℃、15min)处理,在其表面形成富含羟基氢氧化物层,然后经两步浸涂后再高温固化(100℃×60min),在被氧化的铝合金表面形成了双-[3-(三乙氧基)硅丙基]四硫化物(BTSPS)和γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)复合硅烷化膜层。用反射吸收红外光谱、俄歇电子能谱(AES)和扫描电子显微镜(SEM)对复合膜层进行分析和表征。结果表明,在富含羟基氢氧化物的铝合金表面与BTSPS内膜层形成Al-O-Si共价键网络,BTSPS内层与GPTMS外层形成Si-O-Si共价键网络,环氧乙基位于复合膜层最外层。

热镀锌钢表面复合纳米材料硅烷膜的耐蚀性能

采用浸涂技术,在热镀锌钢表面制备复合纳米γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷膜。通过线性伏安扫描法和交流阻抗法研究热镀锌钢表面复合纳米硅烷膜在3.5%的氯化钠溶液中的耐蚀性能,用扫描电镜(SEM)研究热镀锌钢表面复合纳米硅烷膜在腐蚀前后的形貌变化。结果表明,表面涂覆复合纳米硅烷膜层的热镀锌钢与空白热镀锌钢相比,自腐蚀电流密度下降4个数量级,极化腐蚀电流密度下降6个数量级,自腐蚀电位正移0.036 V,极化阻抗值增大3倍。测试表明,在3.5%的氯化钠溶液中当阳极过电位为0.68 V时,空白热镀锌钢试样表面腐蚀十分厉害,但表面存在复合纳米硅烷膜的镀锌钢在腐蚀前后其形貌几乎不变,说明复合纳米硅烷膜具有很好的耐蚀性能。

铝管表面混合硅烷稀土耐蚀复合膜的制备

采用浸渍法制备了混合硅烷和稀土铈复合膜。在铝管试样表面组装一层双-[3-(三乙氧基)硅丙基]四硫化物(BTESPT)和乙烯基三甲氧基硅烷(VS)的混合硅烷薄膜,然后在膜上沉积稀土铈转化膜,制得硅烷稀土复合膜。通过点滴、盐雾、亲水角和Tafel极化曲线实验研究了复合膜层的耐蚀性。结果表明:与空白试样相比,亲水角角度明显增大;复合膜层的自腐蚀电流密度降低了2个数量级,抗蚀能力提高了3倍,其耐蚀性能比铬酸盐转化膜的还要好。扫描电子显微镜(SEM)显示:其复合膜层均匀、致密;EDS分析表明:复合膜主要由S,O,Si,Al和Ce等元素组成,并初步探讨了成膜机理。

430不锈钢表面氟代硅烷自组装膜的缓蚀性能

为了提高430不锈钢耐氯离子腐蚀性能,以浸泡法在其表面制备了氟代硅烷自组装膜。采用动电位扫描、接触角测试、SEM研究了430不锈钢表面自组装膜固化前后的吸附行为和缓蚀作用。结果表明:吸附氟代硅烷分子后不锈钢表面由亲水性转为疏水性,自组装时间为2 h的不锈钢耐蚀性能较好,固化处理能够进一步增强自组装膜的缓蚀性能。