鋁基鈰轉(zhuǎn)化膜制備與耐蝕性能研究.pdf

1、本文研究了在工業(yè)純鋁1060表面沉積鈰轉(zhuǎn)化膜的工藝,探索了鈰鹽轉(zhuǎn)化處理的成膜工藝和成膜機理。通過正交優(yōu)化、單因素試驗等方法確定了成膜的工藝參數(shù),并具體分析了各工藝參數(shù)對成膜效果的影響。利用涂層測厚儀檢測鈰轉(zhuǎn)化膜的厚度;利用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡(SEM)及附帶的X射線能譜儀(EDS)分析鈰轉(zhuǎn)化膜的微觀形貌、組織結(jié)構(gòu)和元素組成;采用極化曲線、電化學阻抗譜(EIS)和全浸腐蝕實驗評價鈰轉(zhuǎn)化膜的耐腐蝕性能,并研究轉(zhuǎn)化膜的電化學腐蝕行為和耐

2、蝕機理。
　　 研究表明,在工業(yè)純鋁1060表面進行鈰鹽轉(zhuǎn)化處理的最優(yōu)成膜工藝參數(shù)為:CeCl3·7H2O濃度40g/L,H2O2濃度60ml/L,NaClO4濃度160g/L,乙烯基三甲氧基硅烷濃度5g/L,苯駢三氮唑濃度0.5g/L,苯甲酸鈉濃度0.5g/L,溶液pH值為3.0,溫度為室溫,時間10min。鋁表面形成的鈰轉(zhuǎn)化膜由大量顆粒組成,膜層主要組成為鈰的氧化物或氫氧化物,并且乙烯基三甲氧基硅烷參與了轉(zhuǎn)化膜的形成過程;轉(zhuǎn)

3、化膜的表面由于干燥脫水而形成了寬度不超過100nm的裂紋;鈰轉(zhuǎn)化膜能將鋁基體與腐蝕介質(zhì)隔絕,抑制腐蝕過程,減小腐蝕速率,為鋁基體提供有效的保護作用。
　　 轉(zhuǎn)化液中的H2O2、NaClO4、乙烯基三甲氧基硅烷、苯駢三氮唑與苯甲酸鈉濃度以及溶液pH值均對鈰轉(zhuǎn)化膜膜層形貌及耐蝕性能有不同程度的影響:H2O2能夠氧化鈰離子,并水解產(chǎn)生的OH-,促進鈰離子沉積,加速成膜反應;NaClO4維持轉(zhuǎn)化液的氧化壞境,并提高溶液中的Cl-含量,加

4、速鋁表面微電池的產(chǎn)生,促進H2O2的水解和膜層的沉積,提高膜層與基體的結(jié)合力;乙烯基三甲氧基硅烷可水解成為硅醇,與鈰離子、鋁基體及硅醇間發(fā)生反應,提高鈰轉(zhuǎn)化膜的均勻性與致密性;苯駢三氮唑與鈰離子絡合,防止鈰沉積顆粒的團聚;苯甲酸鈉作為pH值緩沖劑,防止因轉(zhuǎn)化液的快速變化而使鈰離子大量絮沉;轉(zhuǎn)化液的pH影響著鋁表面微陽極區(qū)的鋁溶解和微陰極區(qū)鈰鹽的沉積以及H2O2的穩(wěn)定。
　　 對鈰轉(zhuǎn)化膜的成膜機理進行了研究,發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)化膜形成過程中