Q235表面硅烷處理及硅烷鋅鋁涂層的研究.pdf

1、替代傳統(tǒng)的達(dá)克羅涂層，開發(fā)新型綠色環(huán)保鋅鋁涂層一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn);新型環(huán)保鋅鋁涂層可望在航空航天、交通運(yùn)輸、汽車零部件等許多領(lǐng)域得到廣泛的使用，有著廣闊的應(yīng)用前景。
　　 論文首先借助電化學(xué)交流阻抗譜(EIS)，配合掃描電鏡(SEM)探討乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)水解的最佳工藝條件;并對該條件下制備的硅烷膜進(jìn)行了紅外光譜以及能譜分析與表征，探討了硅烷在Q235鋼表面形成硅烷膜的相關(guān)機(jī)制。在此基礎(chǔ)上，論文嘗試在乙烯基三乙氧基

2、硅烷中添加一定比例的Zn、Al粉以及適量的添加劑以制備環(huán)保型無鉻硅烷復(fù)合防護(hù)涂層。試驗(yàn)過程中利用電化學(xué)技術(shù)、宏觀形貌觀測與掃描電鏡等方法對涂層進(jìn)行評價(jià)，尋求較合適的鋅鋁粉含量、濕潤分散劑、鈍化劑以及涂層烘烤工藝，最終成功地制備出一種綠色環(huán)保型無鉻復(fù)合（含Zn、Al粉）防護(hù)性涂層。試驗(yàn)研究表明:
　　 1、制備硅烷膜適宜的工藝條件是:取硅烷溶液濃度5％時(shí)、控制溶液pH值為4、水解時(shí)間為48h，隨后在100℃下固化30min。

3、>　　 2、不同工藝條件下所制備的硅烷膜在3.5％NaCl溶液中的耐蝕性能有明顯差別;不同因素對所制備硅烷膜耐蝕性的影響按優(yōu)劣排序表現(xiàn)為:溶液pH:3.0＜5.0＜4.0;硅烷溶液濃度為:1％＜3％＜5％＜7％，硅烷水解時(shí)間:24h＜96h＜72h＜48h;固化溫度:50℃＜150℃＜100℃，固化時(shí)間:45min＜15min＜30min;
　　 3、與浸涂方式相比，利用電沉積法在Q235表面形成的硅烷膜層（在3.5％NaCl

4、溶液中）具有較好的防護(hù)效果。-0.4～-1.0V電位范圍，取沉積電位為-0.8V時(shí)，在Q235鋼表面形成的硅烷膜在上述腐蝕介質(zhì)中表現(xiàn)出最好的耐蝕性能。
　　 4、硅烷膜在鋼鐵表面以CH2、CH2CH3、SiOCHCH2、SiOCHCH2、SiOSi、SiOH、Si-C等結(jié)合方式存在。Si-O-Fe基團(tuán)使得硅烷膜能夠與Q235鋼表面以化學(xué)結(jié)合鍵的方式緊密結(jié)合。
　　 5、硅烷基無鉻Zn、Al復(fù)合涂層的優(yōu)化配方為:鋅鋁粉（鋅

5、/鋁比按5∶1）:28.8g.無水乙醇:11g、鋅鋁粉(5∶1)28.8g、乙烯基三乙氧基硅烷:1.4g、 KH550:13.2g、去離子水14mL、腐蝕抑制劑:0.56g，Tween-20:1g;適宜的固化制度是:先100℃/15min烘烤，250℃/15min固化處理。
　　 6、硅烷基鋅鋁復(fù)合涂層在3.5％NaCl溶液中的開路電位約為-0.8V左右;隨該涂層在3.5％NaCl溶液中浸泡時(shí)間增加其開路電位逐漸正移，當(dāng)浸泡19

6、2小時(shí)后，復(fù)合涂層開路電位在-0.6 V左右;
　　 7、在3.5％NaCl溶液中復(fù)合涂層，隨浸泡時(shí)間延長，其容抗弧半徑呈規(guī)律性的變化，這與阻抗-浸泡時(shí)間曲線的變化規(guī)律是一致的:在48～96小時(shí)復(fù)合涂層抗蝕能力有所下降，隨后耐蝕能力又有所增大。
　　 8、復(fù)合涂層在3.5％NaCl溶液中，其硅烷基體能起到阻隔腐蝕介質(zhì)的作用;隨浸泡時(shí)間增加，腐蝕介質(zhì)由硅烷膜薄弱處浸入，硅烷膜涂層的耐蝕能力降低;然而在復(fù)合涂層中較均勻分布的