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。

浅析铝合金汽车轮毂无铬钝化剂成膜机理

为了对铝合金汽车轮毂用无铬钝化成膜的成膜机理进行研究,采用电化学方法结合X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微技术(AFM)研究铝合金汽车轮毂无铬化学转化膜的成膜作用及其成膜机理。结果表明,在化学转化膜的形成过程中,有机物和锆、氧化合物将竞争生长,成膜初期无机锆、氧化合物具有较快的反应成膜速度,随着成膜时间的延长,有机物组分硅烷、树脂慢慢形成化学键成膜,形成无机/有机完整连续体,从而起到更好的耐腐蚀协调作用。

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。

铝合金表面氧化锆转化膜的结构与性能

采用氟锆酸工艺在AA6061铝合金表面制备出氧化锆转化膜,用扫描电镜和能谱仪分析了氧化锆转化膜的组织形貌和结构,采用电化学方法和中性盐雾试验研究了氧化锆转化膜的耐蚀性能。结果表明,制备出的氧化锆转化膜为无色膜,主要由Zr和Al的氧化物组成。氧化锆转化膜的耐腐蚀性能优异。涂覆环氧树脂漆或聚氨酯漆后的涂层可以通过1500h的中性盐雾试验,氧化锆转化膜可以用作铝合金的涂漆前预处理膜。

氟锆酸盐玻璃中Tm^(3+)离子的红外光谱性质

根据Ｔｍ３＋离子的吸收光谱，计算了在氟锆酸盐玻璃中Ｔｍ３＋的Ｊｕｄｄ－Ｏｆｅｌｔ参数和红外跃迁３Ｆ４→３Ｈ４，３Ｈ４→３Ｈ６和３Ｆ４→３Ｈ５的自发跃迁几率，研究了Ｔｍ３＋的红外发射光谱和它的交叉弛豫过程，讨论了离子浓度对红外发光强度的影响，并计算了这些跃迁的发射截面．

Dy^(3+)掺杂的氟锆酸盐玻璃的光谱性质

测量了氟锆酸盐玻璃中Ｄｙ３＋ 离子的吸收光谱和荧光光谱． 根据Ｄｙ３＋ 离子的吸收光谱，得到氟锆酸盐玻璃中Ｄｙ３＋ 离子的Ｊ－Ｏ 参量Ωｔ ， Ω２ ＝ ３．２９×１０２０ｃｍ ２， Ω４ ＝ １．５６×１０２０ｃｍ ２， Ω６ ＝２．４８×１０２０ｃｍ ２． 据此计算了氟锆酸盐玻璃中Ｄｙ３＋ 离子的发射特性． 计算了Ｄｙ３＋ 离子１．３μｍ 发射的６Ｆ１１／２（６Ｈ９／２）→６Ｈ１５／２跃迁的发射截面σｅ ＝ ０．６２×１０－ ２０ｃｍ － １． 讨论了Ｄｙ３＋ 离子浓度对其荧光强度的影响， 当Ｄｙ３＋ 离子掺杂浓度超过１．５ｍ ｏｌ％ 时， 发生了浓度猝灭效应．

铝板表面锆化陶瓷膜的结构及性能

采用锆化工艺在铝板表面制备了陶瓷膜,用扫描电镜和能谱仪分析了陶瓷膜的组织形貌和元素成分,用电化学法研究了陶瓷膜的耐蚀性能,用附着力测定仪测试了陶瓷膜的涂装附着力性能以及用中性盐雾实验研究了涂层体系的耐盐雾性能.结果表明:铝板表面的陶瓷膜为无色的纳米膜层,主要由Zr,Si和Al的氧化物组成;锆化陶瓷膜的的耐电化学腐蚀性能优异,与环氧树脂漆或聚氨酯漆的附着力均为1级;整个涂层体系可通过600 h的中性盐雾实验.锆化陶瓷膜可以用作铝板的漆前打底膜,有望替代污染较重的磷化处理工艺.

氟锆酸盐玻璃表面镀膜对其风化性能的影响

本文用红外透射光谱.红外反射光谱、扫描电镜(SEM)、X射线能量色散谱(EDAX)、高频等离子体发射光谱及称重等方法研究了表面镀氟化镁薄膜及未镀氟化镁薄膜的氟锆酸盐玻璃在同等条件下的耐风化性能.结果表明:表面镀膜后,氟锆酸盐玻璃的耐风化性能明显改善.

掺镝的氟锆酸盐玻璃的光谱(英文)

测量了氟锆酸盐玻璃中Ｄｙ~３＋离子的吸收光谱和荧光光谱，得到了 Ｄｙ~３＋离子的Ｊ－Ｏ参量ｔ，２＝３．２９×１０~２０ｃｍ~２，４＝１．５６×１０~２０ｃｍ~２，６＝２．４８×１０~２０ｃｍ~２．计算了氟锆酸盐玻璃中Ｄｙ~３＋离子的发射特性，Ｄｙ~３＋离子１．３μｍ发射的~６Ｆ１１／２（~６Ｈ９／２）→~６Ｈ１５／２跃迁的发射截面ｅ＝０．６２×１０~－２０ｃｍ~２．研究了 Ｄｙ~３＋离子浓度对其荧光强度的影响，当 Ｄｙ~３＋离子掺杂浓度（摩尔分数）超过 １．５％时，发生了浓度淬灭效应。

玻璃析晶动力学判据研究

本文综述了各种玻璃析晶动力学判据，在前人的研究基础上提出一种新的析晶动力学判据ｋ＿ｙ（Ｔ）＝ｖ·ｅｘｐ（─Ｅ／ＲＴ·ΔＴ／Ｔ＿ｍ）（其中ΔＴ＝Ｔ＿ｘ─Ｔ＿ｇ），指出ｋ＿ｙ（Ｔ）值越大，玻璃稳定性越差；ｋ＿ｙ（Ｔ）值越小，玻璃稳定性越好。它将动力学因素与热力学因素结合起来，通过对Ｎｄ掺杂的氟锆酸盐玻璃、钛酸盐玻璃及Ｂｉ－Ｃａ－Ｓｒ－Ｃｕ－Ｏ玻璃在不同升温速度，不同温度下的ｋ＿ｙ（Ｔ）计算，结果表明：ｋ＿ｙ（Ｔ）判据个受升温速度α及温度的限制，而ｋ或ｋ（Ｔ＿ｐ）判据则受升温速率和温度的影响，其中ｋ（Ｔ＿ｇ）判据完全不能用于氟锆酸盐玻璃稳定性的判断。ｋ＿ｙ（Ｔ）判据同时指出在氟锆酸盐玻璃、钛酸盐玻璃和Ｂｉ－Ｃａ－Ｓｒ－Ｃｕ－Ｏ玻璃中，Ｂｉ－Ｃａ－Ｓｒ－Ｃｕ－Ｏ玻璃的ｋ＿ｙ（Ｔ）值最大，它最不稳定；而氟锆酸盐玻璃的ｋ＿ｙ（Ｔ）值较小，它相对较稳定，这与玻璃的实际熔制情况完全相符。

冷轧钢板表面陶瓷膜的制备及其性能

涂装前的磷化处理不利于环保,以氟锆酸盐为溶液在冷轧钢板表面制备了陶瓷膜。用扫描电镜和能谱仪分析了陶瓷膜的组织形貌和元素成分,用电化学测试技术和中性盐雾试验研究了陶瓷膜的耐蚀性能,同时测试了陶瓷膜的涂装附着力,分析了其成膜机理。结果表明:陶瓷膜主要由锆和铁的氧化物组成,膜层极薄,不同成膜时间呈现出不同的膜色;经锆化液处理后冷轧钢板的耐蚀性能有所提高,但成膜时间的长短对膜耐蚀性能的影响较小;陶瓷膜与环氧树脂漆层或聚氨酯漆层的附着力为0级,能满足涂装需要。

氟锆酸盐纳米转化膜技术

金属材料表面进行涂装之前,通常采用铬酸盐钝化或磷化处理来提高基体的耐蚀性及涂膜的附着力。当前对环境保护的要求越来越严格,加快研发新一代环保型涂装前处理工艺尤为迫切。介绍了氟锆酸盐纳米转化膜及氟锆酸盐纳米复合转化膜两种工艺在金属件涂装前处理中的应用特点、工艺过程及评价。

阳极氧化和封孔处理改善铝合金表面性能的研究

为了改善铝合金表面耐腐蚀性能和抗污染性能,采用阳极氧化工艺对铝合金预先表面处理,然后通过氟钛酸铵封孔使其具有光催化活性。表征了不同类型铝合金试样的微观形貌和表面成分,并测试了表面水滴接触角、极化曲线以及对亚甲基蓝的降解率。结果表明:阳极氧化后铝合金表面仍然呈亲水性且无光催化活性,抗污染性能较差。氟钛酸铵封孔反应产物可以封堵微孔提高阳极氧化膜的致密性,并且使铝合金表面具有疏水特性和光催化活性,能够隔离腐蚀介质延缓腐蚀发展,同时在光催化作用下降解有机污染物,从而改善铝合金表面耐腐蚀性能和抗污染性能。

氟锆酸盐玻璃析晶动力学研究

本文用差示热分析ＤＴＡ研究了ＮａＦ和ＮａＣｌ的引入对氟锆酸盐玻璃析晶动力学参数的影响，指出ＮａＦ和ＮａＣｌ的引入使氟锆酸盐玻璃析晶活化能下降，Ｔｘ—Ｔｇ增加，改善了玻璃形成能力．用Ａｕｇｉｓ－Ｂｅｎｎｅｔｔ法及修正Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ法处理实验结果，所得析晶活化能基本一致，而由Ａｕｇｉｓ－Ｂｅｎｎｅｔｔ法得到的频率因子较由修正Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ法得到的频率因子小一个数量级．同时用一种新的析晶动力学判据Ｋｙ（Ｔ）＝ｖｅｘｐ（－Ｅ／ＲＴ×△Ｔ／Ｔｍ（△Ｔ＝Ｔｘ—Ｔｇ）来判断氟锆酸盐玻璃形成能力，并与别的判据进行了分析比较．析晶活化能与玻璃的热稳定性有关．

掺Nd^(3+)氟锆酸盐玻璃光纤的制备和性质

研究了掺Ｎｄ３＋氟锆酸盐玻璃光纤的制备方法，获得Ｎｄ３＋浓度为１×１０－３，芯径为９μｍ，外径为２００μｍ的双层玻璃包皮的氟锆酸盐玻璃光纤．在利用一个Ｆａｂｒｙ－Ｐｅｒｏｔ腔和５１４ｎｍ氩离子激光器作光泵源组成的光纤激光器中，室温下已获得１．０５μｍ连续激光输出，输出功率为１１ｍＷ，斜率效率２０％．在信号源波长为１．３２７μｍ的半导体激光器和光泵波长为８００ｎｍ的钛宝石激光器组成的放大器上，获得８．５ｄＢ的增益．

金属表面制备锆转化膜的研究

研究了一种适用于钢铁涂装前的锆酸盐转化处理工艺,通过单因素试验确定最优转化工艺条件为：45%H2Zr F6 6.0～7.0 mL/L,A液（20%三元酸和三乙醇胺盐的水溶液）7.0 mL/L,Ca CO3 1.0 g/L,p H 3.5,室温,时间5 min。采用该工艺制得的转化膜为蓝色,表面整体均匀、微观上凹凸不平,膜重为4.326 8 g/m2,耐3%Na Cl溶液浸泡时间为130 min,附着力为0级,冲击强度为50 kg·cm,综合性能优于传统磷化膜。该转化液不含重金属、亚硝酸盐等有害物质,适用于各种钢铁涂装前处理。

A357铝合金轮毂无铬终钝化膜的制备与耐蚀性

采用由双氨基硅烷、环氧基硅烷、纳米SiO2和氟锆酸组成的无铬钝化液,在温度20℃下对A357铝合金钝化3 min,得到无色、透明的钝化膜,不会影响铝合金原有的光泽和表面品质。该膜层是由夹杂了纳米SiO2的无机复合物和有机硅烷膜组成的三维复合膜,无需涂装也能满足耐96 h中性盐雾腐蚀试验的要求。

氟锆酸钾堆积密度影响因素研究

以氧氯化锆(Zr OCl2·8H2O)、氯化钾(KCl)和氢氟酸(HF)为原料,采用反应结晶的方法,在不同的加料方式、p H值、反应温度及反应物浓度的条件下制备了氟锆酸钾产品。测定了产品的堆积密度、锆含量及熔点。结果显示:p H值及加料方式对产品堆积密度的影响较大,反应物浓度及反应温度基本无影响;以对加的方式,反应底液的p H值为10时,产品的堆积密度可达2.17 g/cm3。

Structural investigation of the zirconium-titanium based amino trimethylene phosphonate hybrid coating on aluminum alloy

A zirconium-titanium based amino trimethylene phosphonate hybrid coating on AA6061 aluminum alloys was formed by dipping in a fluorotitanate/zirconate acid and amino trimethylene phosphonic acid （ATMP） solution for improving the lacquer adhesion and corrosion resistance as a substitute of chromate coatings. The morphology and structure of the hybrid coating were studied by means of scanning electron microscopy （SEM） and atomic force microscopy （AFM）. The surface composition and structure characteristics were also investigated by means of X-ray photoelectron spectroscopy （XPS） and Fourier transformation infra-red spectroscopy （FTIR）. The results of SEM and AFM show that the hybrid coating present piece particle distribution which is much denser than that of the zirconium-titanium coating. The results of XPS and FTIR indicate that the hybrid coating is a hybrid composite structure composed of both the zirconium-titanium and amino trimethylene phosphonate coatings.

1050铝合金单宁酸-钼酸铵-氟锆酸体系化学转化

通过测量开路电位-时间曲线,研究了单宁酸、钼酸铵、氟硼酸铵和氟锆酸的含量以及p H对1050铝合金化学转化的影响。得到最佳工艺条件为:单宁酸0.6 g/L,钼酸铵3.0 g/L,氟硼酸铵4.0 g/L,氟锆酸4 m L/L,p H 4,室温,时间15 min。成膜过程分为表面活化、成膜反应和膜层沉积3个阶段。在最佳工艺条件下所得膜层的厚度为2.5μm,附着力为0级,抗冲击能力为50 kg?cm,耐中性盐雾试验时间为180 h。