達(dá)克羅(Dacromet)涂層的制備及性能研究.pdf

1、達(dá)克羅涂層具有較高的耐蝕性（是電鍍鋅的7-10倍）、耐熱性高(250℃能夠繼續(xù)正常使用)、無氫脆、滲透性高、耐候性好、與基體具有良好結(jié)合力、對(duì)環(huán)境無污染等優(yōu)點(diǎn)，因此人們對(duì)它引起了極大的關(guān)注，并逐漸在許多行業(yè)中得以應(yīng)用，例如:航天、石油、汽車、化工、鐵路等。
　　然而，達(dá)克羅涂液在配制過程中使用了毒性強(qiáng)、高致癌的物質(zhì)Cr(Ⅵ)。在世界各國(guó)范圍內(nèi)對(duì)于Cr的使用已經(jīng)受到嚴(yán)格的限制，并且隨著人們對(duì)環(huán)保意識(shí)的逐漸提高，給由以鉻酐或鉻酸鹽為鈍

2、化劑的達(dá)克羅涂層技術(shù)的使用和發(fā)展帶來了很大的局限性。因此，探索和研究能夠代替含Cr(Ⅵ)的達(dá)克羅涂層的技術(shù)—低鉻或無鉻達(dá)克羅涂層迫在眉睫。
　　本文基于對(duì)達(dá)克羅涂層技術(shù)的研究上，利用了單因素對(duì)比試驗(yàn)研究了不同規(guī)格的鋅粉對(duì)涂層性能的影響。通過利用正交試驗(yàn)的方法確定了能夠部分或者完全代替鉻酐的低鉻和無鉻達(dá)克羅涂液配方。使用SEM、XRD測(cè)試分析了涂層的形貌和成分，并利用極化曲線、EIS、鹽水浸泡等試驗(yàn)研究涂層的耐蝕性。其主要工作內(nèi)容和

3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果為:
　　1.通過單因素試驗(yàn)比較了三種不同規(guī)格的片狀鋅粉在相同工藝條件下對(duì)達(dá)克羅涂層的外觀，耐蝕性，涂覆量等方面的影響，并最終確定了本文在制備達(dá)克羅涂液時(shí)所使用片狀鋅粉的規(guī)格。通過測(cè)試發(fā)現(xiàn)粒徑越小的片狀鋅粉所制備的涂層耐蝕性較好。在相同工藝條件下，鋅粉粒徑越小所對(duì)應(yīng)的試樣涂層涂覆量越大。若要得到相同涂覆量，則鋅粉粒徑越小，所需要的鋅粉量也就越少。
　　2.以耐NH4NO3快速腐蝕試驗(yàn)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，以金屬粉、鉻酐、硼酸

4、、磷酸二氫鉀、聚乙二醇為試驗(yàn)因素設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，確定了低鉻達(dá)克羅涂液的配方。利用極化曲線、EIS、鹽水浸泡等測(cè)試方法研究了該配方下涂層的耐蝕性，表明其具有與傳統(tǒng)達(dá)克羅相似的優(yōu)越耐蝕性。
　　3.通過SEM測(cè)試發(fā)現(xiàn)低鉻達(dá)克羅涂層表面很致密，不存在孔隙，與基體之間形成了層層疊交結(jié)構(gòu)，這樣能夠有效地阻礙腐蝕介質(zhì)直接進(jìn)入到基體表面。通過XRD測(cè)試分析，涂層中主要成分為單質(zhì)鋅，鋁，兩者電極電位均比鐵的低。當(dāng)有腐蝕介質(zhì)侵入時(shí)，鋅，鋁會(huì)先被腐蝕，

5、對(duì)基體鐵起到保護(hù)陰極作用。此外，涂層中還有生成了硼酸鹽和磷酸鹽等復(fù)雜的化合物，這些物質(zhì)附著在涂層表面，對(duì)腐蝕介質(zhì)都可以起到屏蔽的效果。
　　4.通過單因素試驗(yàn)測(cè)試了在低鉻達(dá)克羅涂液配方中加入和不加入環(huán)氧樹脂和硅烷偶聯(lián)劑來作為涂層的粘結(jié)劑，通過采用膠帶法測(cè)定涂層附著力的強(qiáng)度，結(jié)果表明加入這兩種粘合劑大大提高了涂層和基體之間的結(jié)合力。
　　5.在低鉻達(dá)克羅涂層工藝基礎(chǔ)上，以金屬粉、草酸鈉、檸檬酸、硼酸為試驗(yàn)因素，以耐NH4NO3

6、快速腐蝕試驗(yàn)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，確定了無鉻達(dá)克羅涂液的配方。通過測(cè)試比較了達(dá)克羅涂層和無鉻達(dá)克羅涂層性能，發(fā)現(xiàn)無鉻達(dá)克羅涂層在快速腐蝕方面上稍微遜于達(dá)克羅涂層。但由于無鉻達(dá)克羅涂層制備中使用的是無鉻成膜物質(zhì)，所以在測(cè)試實(shí)驗(yàn)過程涂層中沒有含鉻的物質(zhì)析出。
　　6.通過SEM測(cè)試觀察到無鉻達(dá)克羅涂層表面形成了層層疊交的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能夠阻礙腐蝕介質(zhì)的浸入基體，起到了良好的物質(zhì)屏蔽效果，從而保護(hù)了基體。通過XRD測(cè)試，發(fā)現(xiàn)涂層內(nèi)大部分