鋁合金表面耐蝕防污化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的制備與性能研究.pdf

1、鋁合金是應(yīng)用最為廣泛的有色金屬材料。但是鋁合金在惡劣環(huán)境中不能滿足耐蝕性的要求，而且鋁合金表面防污去污性能較差，為了提高鋁合金的耐蝕性以及防污去污能力，需要對鋁合金進行一定的表面處理。本文開發(fā)了一種無鉻轉(zhuǎn)化處理工藝，以氟鈦酸鉀、氟鋯酸鉀為成膜主鹽，高錳酸鉀為氧化劑，氟化鈉為促進劑在5052鋁合金表面制備了一層均勻致密、附著力良好的土黃色轉(zhuǎn)化膜。用FAS-17氟硅烷對轉(zhuǎn)化膜進行后處理，提高了鋁合金表面的防污去污性能。采用SEM、EDS、F

2、T-IR、XPS、DSC對轉(zhuǎn)化膜的形貌、成分以及熱穩(wěn)定性進行了分析。通過硫酸銅點滴實驗、浸泡腐蝕實驗、極化曲線測試、交流阻抗測試、熒光顯微鏡分析以及色差分析對其耐蝕性和防污性能進行了研究，探討了其耐蝕防污機理。
　　通過正交實驗和單因素實驗對影響轉(zhuǎn)化膜性能的實驗參數(shù)進行了研究，如處理液pH、成膜時間、處理溫度、KMnO4濃度、NaF濃度K2TiF6濃度以及K2ZrF6濃度。通過實驗得到了優(yōu)化的工藝參數(shù):KMnO44g/L,NaF0

3、.1g/L,K2ZrF60.25g/L,K2TiF61.5g/L，處理液pH為2.0，處理溫度為70～80℃，處理時間為5min。轉(zhuǎn)化膜主要由AlF3·3H2O、AlOx/Al、Al2O3、MnO2、TiO2組成。經(jīng)過轉(zhuǎn)化處理和封閉處理鋁合金在3.5％氯化鈉溶液中的腐蝕速率由0.240 g/(m2·h)降低為0.046 g/(m2·h)。極化曲線測試表明，轉(zhuǎn)化處理后鋁合金的自腐蝕電位明顯升高，自腐蝕電流密度由1.10μA/cm2降低為0

4、.04μA/cm2，降低了大約2個數(shù)量級。交流阻抗測試發(fā)現(xiàn)，鋁合金經(jīng)過轉(zhuǎn)化處理和鎳鹽封閉處理，膜層電阻由75.9 KΩ·cm2增大到255.8 KΩ·cm2，表現(xiàn)出良好的防護性能。
　　對鋁合金試樣進行轉(zhuǎn)化處理和FAS-17修飾兩步處理，在轉(zhuǎn)化膜表面形成一層很薄的氟硅烷膜，具有一定的疏水性。經(jīng)過FAS-17修飾后，鋁合金在3.5％氯化鈉溶液中的腐蝕速率降低為0.0118 g/(m2·h)。極化曲線結(jié)果表明，F(xiàn)AS-17修飾后膜層的

5、自腐蝕電位升高到-590mV，自腐蝕電流密度降低到0.005μA/cm2，耐蝕性進一步提高。交流阻抗測試表明，修飾后膜層電阻為1479 KΩ·cm2，具有良好的屏蔽性能。
　　對FAS-17修飾后的膜層進行了模擬污染物實驗。采用熒光顯微鏡觀察了膜層表面去除污染物后的殘留物中的熒光物質(zhì)。采用色差儀分析了膜層表面去除污染物前后的色差。計算并對比了鋁合金試樣經(jīng)不同處理后的清洗率。結(jié)果表明，經(jīng)過FAS-17修飾后膜層的清洗率最大，防污性能