Zn-Fe合金鍍層及其鈍化膜耐蝕性研究.pdf

1、Zn-Fe合金鍍層是二十世紀(jì)七十年代初期誕生的主要用于鋼鐵表面的一種防腐鍍層，因其優(yōu)異的耐蝕性、良好的上漆性、焊接性能及成形性能、低成本而愈來愈受到人們的重視。本文對(duì)純Zn鍍層和Zn-Fe合金鍍層的結(jié)構(gòu)、耐蝕性能及其三價(jià)鉻鈍化膜的耐蝕性能、結(jié)構(gòu)成分和微觀形貌進(jìn)行了比較研究，并探討了電沉積機(jī)理和鍍層的腐蝕機(jī)理，得到如下結(jié)果：
　　 1.采用動(dòng)電位極化曲線、電化學(xué)阻抗（EIS）和X-射線衍射（XRD）等方法研究了Zn和Zn-Fe合金

2、鍍層（0.15～0.89 wt.％Fe）晶體結(jié)構(gòu)及其在含或不含氯離子的Na2B4O7-H3BO3緩沖溶液中的耐蝕性能。電化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：少量鐵在鋅中的存在明顯影響鋅的耐腐蝕性。鐵含量在0.15～0.60wt.％范圍內(nèi)的Zn-Fe合金鍍層，腐蝕電阻和反應(yīng)電阻都較純鋅鍍層的大，腐蝕電流較小；在一定的電位范圍內(nèi)形成的電化學(xué)鈍化膜耐Cl-點(diǎn)蝕能力較純鋅層的強(qiáng)，其中含鐵量為0.29wt.％的鍍層耐蝕性最好；鐵含量大于0.6％時(shí)，鍍層的耐蝕性會(huì)變

3、差。XRD結(jié)果表明，Zn-Fe合金鍍層與純堿鋅鍍層的晶體結(jié)構(gòu)相同，都是六方密排結(jié)構(gòu)，鐵在Zn-Fe鍍層中不是以獨(dú)立相而是固溶體的形式存在。
　　 2.通過鹽霧試驗(yàn)（NNS）和動(dòng)電位極化曲線、EIS等電化學(xué)測試方法比較分析了三價(jià)鉻鈍化的Zn和Zn-Fe合金鍍層的腐蝕行為。結(jié)果表明：三種方法對(duì)鈍化Zn-Fe合合鍍層耐蝕性評(píng)估結(jié)果基本一致，鐵含量為0.29％的合金鍍層的鈍化膜的出現(xiàn)第一個(gè)白銹時(shí)時(shí)間最長，達(dá)408小時(shí)，破壞電位最正，膜電

4、阻最大，故耐蝕性也是最好，增加或減少鍍層中的鐵含量均會(huì)降低鈍化膜的耐蝕性。鈍化膜的耐蝕性對(duì)鍍層中鐵含量的依賴關(guān)系與鍍層耐蝕性相同。
　　 3.用XPS分析了Zn-Fe合金鍍層三價(jià)鉻SPM25鈍化膜的成分組成、元素價(jià)態(tài)及其深度分布。證實(shí)了Zn-Fe合金鍍層中的Fe參與了成膜，并以化合物的形式存在于Zn-Fe合金/三價(jià)鉻SPM25鈍化膜界面，鈍化膜均由Cr2O3、Cr（OH）3、ZnO等物質(zhì)組成。
　　 4.通過比較Zn和兩

5、種鐵含量的Zn-Fe合金鍍層的三價(jià)鉻SPM25鈍化膜的XPS分析結(jié)果得出：三種鈍化膜中的總鉻含量比較接近，但Cr2O3/Cr（OH）3的相對(duì)含量比存在差異，Zn-0.29％Fe和Zn-0.89％Fe合金鍍層鈍化膜中的Cr2O3/Cr（OH）3相對(duì)含量比分別為4.41和0.99，Zn鍍層鈍化膜中的Cr2O3/Cr（OH）3的相對(duì)含量比為3.94。表明Zn-Fe合金鈍化膜中Cr2O3相對(duì)含量越高，鈍化膜的耐蝕性越好。
　　 5.SE

6、M圖顯示，隨著鍍層中鐵含量的增加，鈍化膜的表面形貌變得越來越粗糙，表明鐵的存在影響鈍化膜的致密性。鈍化膜的致密性必然與其耐蝕性有關(guān)。含鐵量為0.29％鍍鋅樣品具有最好的耐蝕性，表明鈍化膜的致密性不是其耐蝕性的決定因素。
　　 6.利用循環(huán)伏安曲線和陽極溶出曲線等方法研究了各種條件下在堿性鍍液中制備Zn-Fe合金鍍層時(shí)電化學(xué)行為，得出Zn-Fe合金的共沉積表現(xiàn)為異常共沉積。溶液中[Fe2+]/[Zn2+]是影響沉積層中鐵含量的主要