利用電沉積SiO2薄膜構(gòu)建新型防護(hù)體系.pdf

1、涂層體系被廣泛地應(yīng)用于金屬的腐蝕與防護(hù)領(lǐng)域。一個(gè)完整的涂層體系通常至少由兩部分組成:預(yù)處理層和防護(hù)涂層。磷酸鹽轉(zhuǎn)化和鉻酸鹽鈍化是兩種常用的傳統(tǒng)預(yù)處理方法，能夠?yàn)檎麄€(gè)涂層體系提供良好的結(jié)合力和耐腐蝕性能。但是，由于磷酸鹽轉(zhuǎn)化會(huì)造成水體富營養(yǎng)化，鉻酸鹽膜中的六價(jià)鉻具有致癌性，限制了它們的應(yīng)用，因此，不論對學(xué)術(shù)研究或工業(yè)應(yīng)用來講，尋找一種不僅能夠提供良好的腐蝕防護(hù)性能，而且具有環(huán)境友好性的新型預(yù)處理方法都是很迫切的。溶膠-凝膠法(sol-ge

2、l)制備的無機(jī)膜、有機(jī)膜以及無機(jī)-有機(jī)雜化膜成為最有希望取代這兩種傳統(tǒng)工藝的綠色環(huán)保工藝。然而，由于sol-gel法制備的上述薄膜很?。ǎ?μm），且無機(jī)膜易脆，有機(jī)膜的官能團(tuán)對后續(xù)涂層具有選擇性等原因限制了它的廣泛應(yīng)用。針對常規(guī)sol-gel法的這些缺點(diǎn)，本論文提出利用電化學(xué)輔助技術(shù)制備的SiO2薄膜(E-SiO2)來構(gòu)建新型涂裝防護(hù)體系，拓展了SiO2薄膜的應(yīng)用領(lǐng)域。本論文的主要研究內(nèi)容有:
　　 (1)以E-SiO2膜為預(yù)

3、處理層來構(gòu)建金屬/E-SiO2膜/環(huán)氧涂層體系。研究發(fā)現(xiàn)，E-SiO2膜與金屬基體間是通過M-O-Si鍵結(jié)合的（其中M表示金屬），因此E-SiO2膜與金屬間的結(jié)合力很好;而制得的E-SiO2膜，表面粗糙多孔，故環(huán)氧涂層可以很好的滲入到E-SiO2膜中，使E-SiO2膜層與環(huán)氧涂層之間具有很好的結(jié)合力。阻抗及鹽霧實(shí)驗(yàn)等測試結(jié)果表明，經(jīng)E-SiO2膜預(yù)處理的環(huán)氧涂層具有非常優(yōu)異的防腐蝕性能，甚至優(yōu)于傳統(tǒng)的磷酸鹽轉(zhuǎn)化，且與鉻酸鹽鈍化工藝的防護(hù)

4、性能相當(dāng)。此外，E-SiO2膜還可以用作緩蝕劑(如苯駢三氮唑，BTA)的“存儲(chǔ)器”，缺陷涂層的EIS測試及浸泡實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)E-SiO2膜+BTA預(yù)處理過的涂層體系具有更優(yōu)異的防腐性能。
　　 (2)以E-SiO2膜為預(yù)處理層來構(gòu)建超疏水防護(hù)體系。超疏水表面的構(gòu)建需滿足兩個(gè)條件:粗糙的表面和低表面能物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，因電化學(xué)輔助沉積法制備的SiO2膜表面粗糙度較大，且通過改變沉積時(shí)間和沉積電位，均能改變SiO2膜的厚度和粗糙度，