SLM零件的磨粒流动辅助电化学复合抛光方法研究

针对增材制造金属零件表面质量较差的问题,提出一种磨粒流动辅助电化学复合抛光方法,在电解液中混入微小磨粒,使混合液在一定压力下流经工件表面,通过磨粒磨削和电化学溶解的复合作用改善工件表面质量。通过试验对比了纯磨粒磨削、纯电解加工和复合抛光的加工效果,分析了不同工艺参数对工件表面粗糙度和材料去除量的影响。试验结果表明:复合抛光方法能有效去除增材制造零件表面缺陷,改善其表面质量。通过选取合适的电压进行分阶段抛光,SLM工件的表面粗糙度由Ra8.162μm降至Ra1.226μm。

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。

无机-有机硅烷复合钝化膜的性能

为了扩大硅烷与无机盐复合钝化的应用范围,简化工艺,降低成本,以硅烷偶联剂为主成膜物,磷酸盐、氟钛酸盐作钝化剂,Na2MoO4和NH4VO3作缓蚀剂,一步钝化制备了无机-有机硅烷复合钝化膜。采用扫描电子显微镜、硫酸铜点滴腐蚀、盐水浸泡、中性盐雾试验、电化学测试等技术对钝化膜层的微观形貌、性能进行了分析。结果表明:无机-有机硅烷复合钝化膜在锌层表面起到了化学和物理的屏障作用,可以阻止腐蚀过程中的极化反应和锌的溶解,增强镀锌钢板的耐蚀性;无机-有机硅烷复合钝化膜的腐蚀面积小于5%,极化阻抗达到9 kΩ,耐蚀性能接近铬酸盐钝化膜。

用XPS研究钢筋钝化膜和C1^-对钝化膜的影响

采用光电子能谱(XPS)研究钢筋钝化膜的组成与结构,以及氯离子对钝化膜的影响。结果表明,在本实验条件下钢筋钝化膜为双层结构,外层以γ-FeOOH为主,内层主要为FeO;氯离子对胶的破坏过程可能是先在钝化膜表面吸附,然后穿透到膜中,在铁/氧化物界面即膜的内层形成FeCl_2,而使钝化膜局部溶解;复合缓蚀剂的加入使钢筋钝化膜表面γ-FeOOH的含量增大,膜中夹杂一定深度的有机铵盐,硅酸盐只在表面沉积。

纳米SiO_2及无机盐改性丙烯酸树脂-有机硅烷复合钝化膜的耐蚀性能

为了提高丙烯酸树脂类钝化膜的耐蚀性能,以三甲基氯硅烷对纳米SiO2进行表面改性,制成分散液后与硅烷偶联剂KH-563、丙烯酸树脂及无机盐Ni(CH3COO)2等复配成无铬钝化液,对热镀锌板进行复合钝化。采用红外光谱测试了改性纳米SiO2的结构,采用粒度仪分析其粒径;利用扫描电镜和能谱分析了复合钝化膜的微观形貌和成分;采用电化学及中性盐雾试验分析了复合钝化膜的耐蚀性能。结果表明:纳米SiO2改性后,表面能降低,分散性良好;改性纳米SiO2与丙烯酸树脂发生交联作用,形成了网状结构,提高了复合钝化膜的致密性;复合钝化耐蚀性能较丙烯酸树脂钝化膜及热镀锌板显著提高。

原子力显微镜对钢筋表面钝化膜的研究

利刚原子力显微镜(AFM)对钢筋在模拟混凝土孔溶液中形成的钝化膜开展研究。结果表明,AFM是研究钝化膜微观结构和表面形貌的有力工具;钢筋钝化胶是有缺陷的;复合缓蚀剂可以改善钢筋钝化膜的微观结构和表面形貌从而提高抗点蚀的能。

20碳钢在三元复合驱溶液中的腐蚀行为

采用电化学测试技术与XPS技术,研究了20碳钢在三元复合驱溶液中的电化学行为及钝化膜的组成与结构。结果表明,20碳钢在三元复合驱溶液中发生钝化,形成的钝化膜组成为:Fe_3O_4、FeOOH、Fe_2O_3和Fe(OH)_2,其厚度约为7nm,铁元素价态沿钝化膜深度变化,由表面+3价到近基体内表面+3价与+2价并存。

钝化工艺参数对镀锌钛盐钝化膜色泽的影响

对代替铬酸盐溶液的镀锌钛盐钝化技术进行了研究,并借助扫描电镜、电子能谱仪考察了钝化工艺对钝化膜色泽的影响情况。结果表明,在钛盐钝化液中,镀锌层表面可获得黄、蓝、金黄、紫、绿等色泽的钝化膜;钝化工艺参数(钝化时间、钝化温度、钝化液pH值、干澡温度等)对镀锌层钝化膜的色泽有很大影响;镀锌钛盐钝化膜的微观形貌、表面成分与不同钝化工艺条件下获得的钝化色泽具有一定的对应关系。初步探讨了镀锌层在钛盐钝化液中成膜产生色泽的原因。

镀锌层无铬钼酸盐钝化液的研究进展及思考

镀锌层无铬钼酸盐钝化液的研究进程经历了由钼酸盐+磷酸盐体系发展到该体系加添加剂(无机或有机化合物)的钝化液体系的过程。为了增加钝化膜的膜厚,封闭微裂纹,达到高耐蚀的目的,列举了将无机盐和有机化合物复配以获得复合钝化膜的钝化工艺。其中较为成功的钝化液是钼酸盐与硅烷的复配体系,所获得的钝化膜的性能已接近、达到或超过了铬酸盐钝化膜的耐蚀水平。最后提出了一些尚待解决的问题。

铝及铝合金无铬钝化研究进展

铝合金可加工成各种板材、型材、铝铸件,为了减少其在工业环境中的腐蚀损失,需进行钝化处理。钝化常作为涂层的预处理步骤,钝化膜能增强铝合金表面与有机涂层的结合力,进一步提高涂层对基体的防护能力。目前无铬钝化主要是钼酸盐钝化、稀土盐钝化、锆/钛盐钝化及有机物钝化,因此对这几种主要化学钝化法的研究进程及现状进行了综述。钼酸盐复配其他盐协同缓蚀,能够获得更强的耐腐蚀性能。稀土盐中加入强氧化剂和成膜促进剂,可以简化处理工艺,降低腐蚀电流。锆、钛盐中加入有机物形成复合膜,能够改善单一膜层的耐腐蚀性能,提高与基体的结合力。硅烷在铝合金表面形成交联结构,从而表现出良好的封闭效果。在硅烷中加入纳米粒子可以获得更好的膜层表面形貌,加入稀土及其氧化物可提高耐腐蚀性能。硅烷两步法成膜过程中,成膜次序不同能够获得不同的膜层物理性能和耐蚀效果。最后,对未来无铬钝化工艺的研究方向进行了展望。

镀锌钢表面有机酸/硅酸盐钝化及钝化膜的耐蚀性能

为加强环保，进一步提高镀锌铜彩色钝化膜的耐蚀性能，采用硅酸盐和有机酸单宁酸对镀锌钢板表面进行复合钝化，采用醋酸铅点滴试验和中性盐雾试验研究了钝化膜的耐蚀性能，并对复合钝化液的组分及工艺条件进行优选。结果表明：优选工艺为35g／LNa2SiO3，10mL／LH2O2（30％），5mL／LH2SO4（98％），2g／LCuSO4，5g／L单宁酸，10g/LNaNO3，pH值为2．0，温度为50℃，钝化时间30s，钝化封闭后于60—70℃老化5-10min；钝化膜外观为均匀彩色，与基体附着力良好，耐醋酸铅点滴腐蚀时间为79S，耐中性盐雾腐蚀时间达128h，其耐蚀性能虽不及六价铬钝化膜，但优于三价铬钝化膜。

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%。

钢筋钝化膜在含缓蚀剂的模拟混凝土孔隙液中的电化学特性

应用线性极化法、Mott-Schottky曲线研究了钢筋钝化膜在含有亚硝酸钠和D-葡萄糖酸钠复合缓蚀剂的模拟混凝土孔隙液中的电化学特性。结果表明,复合缓蚀剂的加入,使钢筋在含有氯离子的模拟混凝土孔隙液中耐蚀性提高;在外加亚硝酸钠的模拟混凝土孔隙液中,钢筋钝化膜在一定的电位区间内呈现n型半导体特性并具有单一施主浓度,而D-葡萄糖酸钠加入则增大了施主浓度。此外,钢筋钝化膜的耐蚀性和半导体性质受溶液中氯离子浓度的影响较大,加入一定浓度的氯离子可使钝化膜的施主浓度增大,耐蚀性降低。

光谱学研究硅烷钒锆复合钝化膜的结构和成膜机理

在热镀锌钢板表面制备了硅烷钒锆复合钝化膜。用X射线光电子能谱(XPS)、射频辉光放电发射光谱(rf-GD-OES)和傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)表征了钝化膜的组成结构,分析了硅烷钒锆复合钝化膜的成膜机理。结果表明:硅烷之间互联构成了硅烷钒锆复合钝化膜的主成膜成分,无机缓蚀剂均匀分布在膜层中。钝化膜表面Si2p的XPS窄幅扫描谱100.7eV处的拟合峰和红外光谱在波数1 100cm-1 Si—O吸收峰变宽加强,表明硅烷以Si—O—Zn键的形式化学吸附在锌的表面,硅烷分子之间通过Si—O—Si键相互交联;红外光谱中1 650和1 560cm-1的两个酰胺特征峰,结合910cm-1的环氧特征峰的消失,表明γ-GPT的环氧基团在氨基活性氢的诱导下开环和γ-APT的氨基之间发生聚合反应形成交联的空间网状结构;rf-GD-OES分析发现钝化膜0.3μm处存在一层富氧层,钝化反应生成的ZrF4,ZrO2和钒盐等无机物均匀分布在钝化膜中。分析膜层组成结构和成膜前后的ATR-FTIR光谱,研究了成膜过程中发生的物理过程和化学变化,提出了硅烷钒锆复合钝化膜的成膜机理。

用光电化学的方法研究模拟混凝土孔溶液中缓蚀剂对钢筋钝化膜的影响

采用光电化学的方法研究了复合缓蚀剂对钢筋钝化膜的影响．结果表明复合缓蚀剂的加入没有改变钢筋钝化膜的晶体结构和电子性质，它仍然是无定形ｎ型的半导体成相膜，但对抑制点蚀核的形成有明显作用，且对钝化膜的生长速度有加快作用，从而有可能使钝化膜的组成发生改变．

纳米硅溶胶/丙烯酸复合防蚀薄膜的研究

为了寻找一种镀锌层表面用无铬钝化剂 ,研究以水溶性丙烯酸树脂为成膜物质 ,纳米硅溶胶为颜料 ,用浸涂法在热镀锌板上制备有机 /无机复合薄膜 ,并利用SEM、浸水、中性盐雾试验等测试手段分析了薄膜表面形态、吸水率和耐盐雾性能。结果表明 ,在复合薄膜中丙烯酸与SiO2 形成互相贯穿的无规网络结构 ,薄膜与镀锌板结合力良好 ,表面呈现出良好的抗白锈能力 ,其耐蚀性能是热镀锌板的 4倍。

锌电极有机复配缓蚀剂的性能研究

应用极化曲线、表面张力、放电实验和SEM等测试方法,研究了阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(简称SDBS)和非离子表面活性剂吐温-20(简称Tween)之复配体系(简称ST)在碱性介质中对锌电极电化学性能的影响及其作用机理.实验表明,复配缓蚀剂ST具有比单一添加SDBS或Tween更高的缓蚀效率,并且二者具有明显的协同作用,Tween在复配体系中的作用是使活性物质于锌电极表面的临界胶团浓度显著降低,吸附分布更加均匀.从而可更有效的抑制锌电极腐蚀,改善锌电极的表观形貌,达到延迟钝化的效果,使活性物质利用率得到显著提高.

铬铝复合钝化膜的XPS研究

对Fe-Cr、Fe-Al、Fe-Cr-Al和Fe-Mn-Al-Cr合金的钝化膜进行了XPS分析研究,并在0.5mol/L H_2SO_4中测定了它们的阳极极化曲线。结果表明:在上述合金的钝化膜中,均出现Cr、Al的富集,但在Fe-Cr-Al合金的钝化膜中,Cr的富集受到抑制。经计算,铬在膜中富集因子ηCr在Fe-5Cr合金为3.7,而在Fe-5Cr-3Al合金的膜中为2.2,在Fe-26Mn-3Al-6Cr合金的钝化膜中,Cr的富集未受到抑制,ηCr,为3.53,与Fe-5Cr的相当。可见,Fe-Mn-Al-Cr合金Cr、Al复合钝化膜的钝性优于同等含Cr量的Fe-Cr合金,更加优于同等Cr、Al含量的Fe-Cr-Al合金。

Cr-Al复合钝化膜的组成及稳定性研究

本文在０．５ｍｏｌ／ＬＨ２ＳＯ４中测定了Ｆｅ－Ｃｒ、Ｆｅ－Ａｌ、Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ和Ｆｅ－Ｍｎ－Ａｌ－Ｃｒ合金的极化曲线，用透射电镜和光电子能谱仪对它们的钝化膜的组成和稳定性进行了分析研究．结果表明：在上述合金的钝化膜中，均出现Ｃｒ、Ａｌ的富集，但在Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ合金的钝化膜中，Ｃｒ的富集受到抑制，而在Ｆｅ－Ｍｎ－Ａｌ－Ｃｒ合金的钝化膜中Ｃｒ富集未受到抑制．Ｆｅ－Ｍｎ－Ａｌ－Ｃｒ的Ｃｒ、Ａｌ复合钝化膜的钝性优于同等含Ｃｒ量的Ｆｅ－Ｃｒ合金，更优于同等Ｃｒ、Ａｌ含量的Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ合金．本文认为，锰使得膜中的硫含量降低。

肖特基势垒二极管SiO_2-Si_3N_4复合钝化膜研究

对Si肖特基势垒二极管的钝化技术进行了研究。研究了不同淀积温度、气体流量、射频功率以及气体压力等工艺技术条件下,淀积PECVD SiO_2和LPCVD Si_3N_4膜的介电强度E、介电常数ε_r、耐压V、针孔密度、漏电流I、内应力σ、片间均匀性以及片内均匀性等性能。研究了PECVD SiO_2膜的增密技术。提出了一种应力小、漏电流小且抗辐照能力较好的PECVD SiO_2/LPCVD Si_3N_4复合介质膜钝化工艺方法和技术条件,提高了肖特基势垒二极管的性能。