铝合金表面钛/锆/钒复合转化膜的自愈性研究

为了研究钛/锆/钒复合转化膜的自愈性,运用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱分析仪(XPS)分析了钛/锆/钒复合转化膜的微观形貌、成分与结构,借助扫描电化学工作站观察了膜层的自愈现象,通过划痕试验结合扫描电子显微镜(SEM)验证了膜层的自愈性,分析了钛/锆/钒复合转化膜自愈过程中的物质迁移现象。研究结果表明:钛/锆/钒复合转化膜结构复杂,膜层中的金属氧化物在第二相上优先形核,随后氟化物、金属有机配合物通过静电吸附作用沉积。膜层具有一定的自愈性,自愈现象与膜层中的金属氟化物和有机配合物的扩散有关。

7075铝合金表面钼/钛/钒复合转化膜的制备与性能表征

采用钼酸盐和钛酸盐为主盐,以偏钒酸钠为成膜促进剂,植酸钠为有机添加剂,在7075铝合金表面制备了钼/钛/钒复合转化膜。借助扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析了膜层的微观形貌、元素组成和化学成分,采用电化学工作站考察了基体和膜层的耐蚀性。实验结果表明:最佳转化液配方为2 g·L^(-1)植酸钠、1.5 g·L^(-1)偏钒酸钠、1.5 g·L^(-1)六氟钛酸及25 g·L^(-1)钼酸铵,最佳成膜条件为15 min和35℃。膜层主要成分为Al_(2)O_(3)、MoO_(2)、MoO_(3)、V_(2)O_(5)和TiO_(2)。钼/钛/钒复合转化膜使7075铝合金的腐蚀电位正移了206.401 mV,腐蚀电流密度降低了9.912μA·cm^(-2),有效提高了基体的耐蚀性。

杂质镓对纯铝表面锆钛转化膜的组织及耐腐蚀性能的影响

目的探究杂质镓对纯铝锆钛转化膜的生长规律和防护性能的影响。方法采用扫描电化学显微镜(SECM)技术表征了含镓纯铝表面锆钛转化膜在3.5%(质量分数)NaCl溶液中局部腐蚀的演变过程,结合X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)等技术分析了镓对纯铝锆钛转化膜的组织及成分的影响规律,采用开路电位法(OCP)、电化学阻抗技术(EIS)以及极化曲线(Tafel)等探究了杂质镓对纯铝表面转化膜的生长和耐腐蚀性能的影响规律。结果锆钛转化膜主要由冰晶石Na3AlF6、氧化物(如TiO_(2)、ZrO_(2)、Al_(2)O_(3))和有机金属络合物组成;杂质镓的添加会抑制铝表面转化膜的生长,破坏膜层的完整性。随镓含量(质量分数)从0%增大到0.5%,锆钛转化膜阻抗值从4.75×10^(4)Ω·cm^(2)不断减小到2.49×10^(3)Ω·cm^(2),自腐蚀电流密度由0.45μA增加到13.4μA,腐蚀电位从-0.485 V降低到-0.890 V,耐腐蚀性能逐渐降低。在锆钛转换膜的SECM微区腐蚀演变过程中,膜层自修复行为会降低膜层的被腐蚀倾向,但富集在表面的镓会抑制自修复膜层的形成,导致基体被严重腐蚀。结论铝中的杂质镓能够直接影响锆钛膜的完整性,降低对铝基体的保护,导致了铝基体局部腐蚀溶解的发生。

2024铝合金表面钒锆复合转化膜的制备及其性能

为克服2024铝合金表面单独钒盐或锆盐转化膜存在裂纹而导致其耐蚀性能不佳的问题,采用由氟锆酸钾、偏钒酸钠组成的转化液,在2024铝合金表面制备了钒锆复合转化膜。采用扫描电镜、能谱仪分析了复合膜的形貌及成分,采用中性盐雾试验和极化曲线研究了其耐蚀性能,采用百格法划格法研究了复合膜与基体的结合力及复合膜与漆膜的结合力。采用单因素法对转化液组分及转化条件进行了优选。结果表明:在2.0 g/L K2ZrF6,2.5 g/L NaVO3组成的转化液中,在pH值为3.0,温度为65℃的条件下反应20 min,所得钒锆复合膜致密、无裂纹,由O,F,Mg,Al,Zr,V,Cu等元素组成,膜基、膜漆结合较好,复合膜腐蚀电位较基体正移了86 mV,腐蚀电流密度减小为基材的1/5,耐蚀性能较基体明显提高。

热浸镀锌层表面偏钒酸盐–氟锆酸复合转化膜的研究

在热浸镀锌层上获得了一层连续、致密的偏钒酸盐–氟锆酸复合转化膜。分析了工艺参数对膜层耐蚀性的影响,确定了成膜的最佳工艺条件为:NaVO3 5.0 g/L,H2ZrF6 6.0 g/L,pH=1.5,成膜时间20 min。采用扫描电镜、能谱仪研究了膜层的微观形貌和元素组成,通过中性盐雾试验及电化学方法测试了膜层的耐蚀性能。与未经处理的热浸镀锌层相比,偏钒酸盐–氟锆酸复合转化膜的盐雾腐蚀面积明显减少,电化学阻抗值显著增大,腐蚀电流密度大幅降低。当成膜时间为20 min时,试样表现出最佳的耐蚀性能,并超过了单纯偏钒酸盐转化膜。

多羟基钛-锆化合物复合有机硅烷转化膜的制备与应用

有机-无机复合钝化具有许多优点,目前对无机材料的选择比较慎重,而钛-锆混合金属盐在镀锡板钝化上的使用相对较少。以氟钛酸和氟锆酸为前驱体制备的多羟基钛-锆化合物作为无机组分,再添加硅烷偶联剂-乙烯基三乙氧基硅烷(KH151),制得多羟基钛-锆化合物复合有机硅烷转化膜。通过电化学、附着力、抗硫性测试以及中性盐雾试验和扫描电子显微镜(SEM)等对比了空白镀锡板、有机-无机复合转化镀锡板和市售有铬镀锡板三者的性能。结果表明:多羟基钛-锆化合物复合有机硅烷转化镀锡板的性能相对于市售有铬镀锡板和空白板性能明显改善,耐蚀性明显增强,抗硫性测试几乎无硫斑产生,其表面更加致密,因而该新型转化镀锡板在实际应用中有很大的前景。

钼酸钠对AZ91D镁合金钒/锆复合转化膜性能的影响

为了进一步提高镁合金钒/锆复合转化膜的耐蚀性,在优化后的钒锆酸盐转化液体系中加入添加剂钼酸钠。分别采用电化学工作站、扫描电子显微镜和能谱分析仪检测膜层耐蚀性、微观形貌及组成成分。实验证明,加入添加剂后,转化膜耐蚀性得到很大提升,钼酸钠改变了转化膜的形貌并使得晶粒进一步细化,膜层更加致密均匀。加入4g/L钼酸钠的钒/锆复合转化膜的腐蚀电位正移至-1.4131V,腐蚀电流降至1.107×10^-5A,极化电阻增大到7503Ω,盐雾腐蚀时间9h。

LY12铝合金表面钒–钛复合转化膜的制备与耐蚀性研究

为解决单一钒酸盐转化膜表面因存在裂纹而耐蚀性不佳的问题,采用由硫酸氧钛(Ti OSO4)、偏钒酸钠(Na VO3)组成的转化液,在LY12铝合金表面制备出钒–钛复合转化膜。通过中性盐雾(NSS)测试讨论了Ti OSO4和Na VO3质量浓度、时间、温度、p H等工艺条件对转化膜耐蚀性的影响,并通过单因素试验得到了最佳转化条件:Ti OSO4 0.5 g/L,Na VO3 0.4 g/L,p H 4.0,温度25°C,转化时间10 min。用扫描电镜和能谱分析了转化膜的表面形貌及元素组成。结果表明,由O、Ti、V、Al、Mg等元素组成的钒–钛复合转化膜无裂纹。LY12铝合金经转化处理后,在3.5%Na Cl溶液中的腐蚀电位较转化前正移56 m V,腐蚀电流密度减小约1/5,耐盐雾时间达到91 h,耐蚀性得到显著提高。

6063铝合金着色钛锆转化膜结构和耐蚀性能的研究

为了获得性能优异的有色钛锆转化膜层,利用正交试验确定了组分为六氟钛酸、六氟锆酸、含锰成膜剂和有机酸的6063铝合金转化处理液的较佳配方,并分析了转化膜的表面形貌、成分及耐蚀性能。分析结果表明:生成的转化膜为淡黄色,且均匀、连续;转化膜中含有钛、锆元素,其腐蚀电位和腐蚀电流密度比裸6063铝合金明显降低,说明钛锆转化膜可以更好地抑制铝合金的阴极反应,从而更有效地提高铝合金的耐蚀性能。

铝合金表面钛锆转化膜的性能

为开发出可替代铝合金表面铬酸盐转化工艺,以2024铝合金为基体,采用钛酸盐、锆酸盐为主盐,制备了金黄色与灰色2种无铬钛锆转化膜,并与阿洛丁铬酸盐转化膜进行性能对比。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、盐雾试验、动电位极化曲线和电化学阻抗谱对3种转化膜的表面形貌、成分、耐蚀性能及防护机制进行分析表征。结果表明:2种钛锆转化膜表面平整、无明显缺陷,但呈现出不同的微观形貌特征;经168 h中性盐雾试验,二者均无明显腐蚀产物产生;2种钛锆转化膜极化曲线呈现出较为明显的钝化区,膜层电阻也随浸泡时间的延长逐渐增加,但其模值|Z|要远低于铬酸盐转化膜,灰色钛锆转化膜的防护性能要优于金黄色钛锆转化膜。

2024铝合金表面有色钛锆转化膜的制备与性能研究

为解决铝合金表面高耐蚀、无铬有色钛锆转化膜的制备难题,以2024铝合金为基体,采用钛酸盐、锆酸盐为主盐,单宁酸为着色剂并加入缓蚀剂,制备了一种有色钛锆转化膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、中性盐雾试验、动电位极化曲线和电化学阻抗对有色转化膜的表面形貌、成分及耐蚀性能进行了表征和分析。结果表明:制备的钛锆转化膜均匀平整,无明显缺陷;处理后的2024铝合金经168h中性盐雾试验,膜层颜色略有变浅,但无明显腐蚀产物生成,转化膜腐蚀电位升高了270 m V,腐蚀电流密度降低了2个数量级,极化电阻增加了1个数量级;转化膜在腐蚀过程中自钝化作用及腐蚀产物的封闭阻挡作用是膜层具有较好防护性能的主要原因。

镀锌板硅烷-硝酸锆复合转化膜的性能与表征

目的获得一种防腐性能优越的转化膜。方法将KH560和KH791两种硅烷复合后水解,添加硝酸锆,得到KH560-KH791-硝酸锆复合钝化液,采用该钝化液对镀锌钢板进行钝化处理,通过盐水浸泡实验、中性盐雾试验和附着力测试,与添加硝酸锆前的转化膜进行性能对比。结果盐水浸泡和中性盐雾腐蚀72 h的实验中,添加硝酸锆后的转化膜性能都明显优于添加前,二者的附着力测试均能达到一级。结论加入的硝酸锆填充了膜层空隙,更加有效地阻挡了腐蚀介质的渗透,使得钝化膜的防腐性能提高。

室温下6063铝合金着色钛锆转化膜的制备及性能

在6063铝合金表面形成了着色钛锆转化膜。用SEM/EDX分析了转化膜的表面形貌及成分,采用电化学工作站和点滴实验研究了转化膜的耐蚀性能,并对着色钛锆转化膜的成膜机理及耐蚀机理进行了分析。结果表明,添加锰盐和有机酸,可生成蜂窝状的着色转化膜,膜层更致密;转化膜的腐蚀电位更低,且腐蚀电流密度明显降低,说明钛锆钝化液中添加锰盐和有机酸,可以更好地抑制铝合金的阴极反应,从而更有效地提高铝合金的耐蚀性能。

铝合金的钛锆膦酸盐复合膜的制备与性能

采用两步法在AA6061铝合金表面制备了钛锆-氨基三甲叉膦酸盐复合膜.用扫描电子显微镜分析了钛锆-氨基三甲叉膦酸盐复合膜的形貌特征;用红外光谱分析了复合膜的化学结构;用X射线光电子能谱分析了复合膜的化学结合状态;用中性盐雾试验测定了复合膜的耐蚀性能.结果表明:钛锆-氨基三甲叉膦酸盐复合膜是由钛锆钝化膜与氨基三甲叉膦酸盐膜相杂化构成的复合膜.钛锆-氨基三甲叉膦酸盐复合膜经72 h盐雾腐蚀后,腐蚀面积小于10%.

钛锆系复合转化膜自愈效应的研究

主要对Ti/Zr复合体系膜层的自愈性研究进行分析,采用交流阻抗从宏观角度观察膜层的自愈性;最后运用拉曼图谱观察微观的膜层结构与自愈前后划痕处的物质变化。结果表明:钛锆钒复合钝化膜具有自修复性能,能自发的修复膜层缺陷;由破坏后浸泡不同时间的交流阻抗谱可知,膜层的自修复过程与扩散有关;膜层与溶液界面处的扩散过程主要与可溶性钒元素以及有机络合物的扩散有关。

AZ91D镁合金酸性钒/锆酸盐转化膜的制备

目的提高AZ91D镁合金的耐蚀性能。方法用新型的酸性钒/锆酸盐体系在镁合金表面制备化学转化膜,并研究转化膜的最佳工艺条件。选取偏钒酸钠、六氟锆酸以及氟化氢铵在镁合金表面制备钒/锆酸盐转化膜。使用电化学工作站,分别测试转化膜的电化学交流阻抗曲线(EIS)、Tafel极化曲线、腐蚀电流、极化电阻,使用X射线衍射仪(XRD)分析膜层的主要成分,通过扫描电子显微镜(SEM)对转化膜的微观形貌进行分析。结果在镁合金表面成功制备钒/锆酸盐转化膜,其膜层颜色为灰褐色且致密、光滑、平整。该转化膜使镁合金的耐盐雾时间从0.2 h增加到4.5 h,腐蚀电流降至1.883×10^(-5) A,极化电阻增加到2200?。钒/锆酸盐转化膜的主要组成为Zr(OH)_4、V_2O_5、VO_2、MgF_2。同时钒/锆酸盐转化膜的微观形貌显示出,该转化膜由两层膜层构成,底层为带有龟裂状的膜层,顶层是带有颗粒状的化合物。结论酸性钒/锆酸盐转化膜可以提高AZ91D镁合金的耐蚀性。

壳聚糖对钛锆转化膜组织结构及耐蚀性的影响

目的研究壳聚糖对铝合金表面天冬氨酸-钛锆转化膜组织结构及耐蚀性能的影响。方法在5083船用铝合金表面分别制备添加不同含量壳聚糖的天冬氨酸-钛锆转化膜,采用SEM、EDS、FT-IR、XPS等表征手段,对转化膜的组织结构以及成分进行分析。通过电化学工作站对添加不同含量壳聚糖转化膜的开路电位-时间曲线及极化曲线进行分析。结果成功制备了添加不同含量壳聚糖的天冬氨酸-钛锆转化膜,添加壳聚糖后,转化膜的裂纹减少,并在红外光谱结果中存在较强的氢键,出现与天冬氨酸及壳聚糖相对应的特征峰。XPS结果表明,转化膜中的Zr以Zr O_2及Zr的有机络合物形式存在,转化膜中的Ti以Ti O_2形式存在,同时也存在天冬氨酸自身结构以及壳聚糖自身结构的峰位。腐蚀电流密度由未添加壳聚糖时的3.966×10^(-6 )A/cm^2降低至3.274×10^(-7)A/cm^2,耐蚀性具有明显提升。结论添加壳聚糖能够与传统天冬氨酸-钛锆转化膜结合形成络合物转化膜。适量添加壳聚糖能够改善钛锆转化膜的裂纹情况及耐蚀性,当壳聚糖添加量为15 mL/L时,膜层裂纹最少,同时转化膜的耐蚀性最优。

镁合金表面锆钛硅烷复合膜层的制备及耐蚀性研究

目的在镁合金表面制备耐蚀环保锆钛硅烷复合膜层,并研究其腐蚀性能。方法将锆盐、钛盐转化技术与绿色有机硅烷技术进行复合联用,通过先浸入含有锆盐、钛盐、单宁酸的无机溶液,再浸入5%(体积分数)的双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物有机硅烷溶液,在镁合金AZ31表面制备出了耐蚀环保锆钛硅烷复合膜层,通过扫描电子显微镜和能谱仪观察分析了复合膜层的微观形貌以及元素组成,利用极化曲线和交流阻抗谱电化学测试手段评价了膜层的耐腐蚀性能。结果经过不同锆钛硅烷复合处理后,镁合金表面形成一层均匀、平整且有干枯河床状纳米尺度微裂纹的锆钛硅烷复合膜,膜层普遍表现出良好的耐蚀性能。与空白镁合金试样相比,复合膜层试样出现最小腐蚀电流密度,为1.51μA/cm2,腐蚀速度约为空白样的1/50,交流阻抗值最大提高约20倍,腐蚀电位出现的最大正移接近100 mV。结论锆钛硅烷复合膜层对腐蚀性介质有显著的物理阻隔作用,显著抑制了镁溶解,阻滞了镁合金表面的电化学反应过程,降低了镁合金的腐蚀速度。

铝合金上低温钛锆转化膜快速成膜工艺

采用正交试验和单因素试验研究了在6063铝合金上低温快速制备钛锆转化膜的工艺,得到的最佳转化液配方为:H2TiF62.0 g/L,H2ZrF60.8 g/L,氧化剂(偏钒酸钠)3.0 g/L,配位剂(单宁酸)4.0 g/L,pH=3.2。X射线光电子能谱的分析结果显示,膜层的主要组分为金属氧化物(Al2O3、VO2、V2O5、ZrO2、TiO2)、金属氟化物(AlF3、ZrF4)及金属有机配位化合物。不同低温条件下工艺的最佳成膜时间为:5℃,300~350 s;10℃,150~200 s;15℃,100~150 s;20℃,60~120 s。

铝合金钛锆转化膜槽液消耗规律的研究

目的在前期研制的新型铝合金表面钛锆转化膜工艺配方的基础上,进一步探索该新型工艺配方在连续使用过程中的消耗规律。方法通过在连续使用过程中对转化液中主要金属离子(钛、锆、M等)的含量测定分析,找出该成膜剂的消耗规律。采用电化学工作站和SEM对槽液连续使用过程中膜层的耐蚀性能及微观形貌进行表征。结果转化液中的主要成膜成分钛、锆、M的消耗质量比例基本不变,为5:1:4。XPS分析显示,膜层主要由金属氧化物(TiO_2、ZrO_2、Al_2O_3、M_2O_5)、金属氟化物(ZrF_4、AlF_3)和金属有机络合物等组成。随着成膜的不断进行,膜层的耐蚀性能有所下降,自腐蚀电流密度由最初成膜时的0.11μA/cm^2增加到1.24μA/cm^2,但仍低于铝合金基体的自腐蚀电流密度(7.53μA/cm^2)。随着连续成膜,膜层表面的微观裂纹不断变宽,在连续成膜到第80片时,铝合金表面有的位置已经不能成膜。结论钛锆转化液在连续使用过程中,转化液中的主要成膜成分按一定比例消耗,膜层的耐蚀性能随着连续成膜有所下降,因此有必要及时对转化液进行补加和校正。