1. 研究目的与意义(文献综述)
镀锌钢板凭借其加工简单和性能优良的特点被广泛应用于各工业领域。钢铁表面的锌层属于阳极性镀层【1】,对内部钢铁有电化学保护作用,但锌的活泼性比铁还要高,作为保护层的锌很容易因为腐蚀而被破坏掉,所以锌镀层需要经过钝化处理才能起到良好的保护作用。目前工业上广泛应用的是铬酸盐钝化处理技术,所得的钝化膜具有良好的耐蚀和自我修复性能,但是六价铬具有较强的毒性,对人体和环境都有严重的危害性,为此人们又进行了三价铬的钝化试验,即使三价铬毒性只有六价铬毒性的百分之一【2】,却依旧会造成污染,其性能也不尽人意,对此李雪、裴和中等人【3】进行了较为详尽的分析与总结。为了避免由铬酸盐钝化带来的污染,人们开始探究无铬钝化的方法。王宝悦、李道华等人【4-5】基于同族元素化学性质相似的原因,将钼盐和钨酸盐纳入了钝化的考虑范围,虽然在研究中取得一定成就,但是后经证实【6】其耐蚀性等性能不如铬酸盐钝化。此外,龙晋明【7】等人在锌表面稀土化学钝化及其耐蚀性方面进行了实验研究,实验结果显示稀土化学钝化得到的钝化锌耐蚀性能可达到与铬酸盐钝化相当的程度,且钝化膜的形成动力学规律基本上符合arrhenius方程,只是存在工艺耗时过长的明显缺陷。硅酸盐作为缓蚀剂具有无毒、成本低、稳定性高等特点,单独使用时耐蚀效果不理想,但经过添加金属盐添加剂或有机促进剂,钝化的耐蚀效果可与铬酸盐钝化相媲美【8】。与此同时,有机物钝化的路线也大量出现。美国专利us4341558【9】公开的植酸、硅胶、钛或锆化合物组成的钝化液,钝化后不可水洗,直接置于120℃下干燥加涂醇酸树脂密胺漆。这样处理的钝化板防护效果比常规铬酸盐钝化效果更好。而在有机硅烷的钝化方面,国内的徐溢、张明宗等人【10-11】利用硅烷偶联剂逐步试验,虽然得到的钝化膜在耐腐蚀性能方面效果较好,但是其不具有自我愈合功能,对镀锌钢板的适应性较差。国外的ooij【12】针对镀锌钢板提出了两种混合硅烷配方,都取得了令人满意的效果。
国内外也有多种利用单宁酸钝化锌的工艺【13-15】,虽然经过单宁酸处理锌镀层后可以得到色彩均匀光亮度好的钝化膜,但仍然存在成膜机理复杂、盐雾实验效果略差的缺陷,有必要通过改进处理方法以增强膜层性能。
2. 研究的基本内容与方案
2.1项目的研究内容和研究目标
以单宁酸为主要物质,配以适当的化学物质,测量锌在不同溶液中的电化学钝化曲线,以获得锌的钝化电位范围。通过控制锌的钝化电位,在锌表面上形成无铬钝化膜。通过常规方法及电化学方法对所形成钝化膜的结合力、耐蚀性、耐磨性等性能进行测试评价。找出最佳工艺条件,获得优良的钝化膜,接近铬酸盐钝化膜的防腐蚀效果。与铬酸盐钝化膜的防腐蚀效果进行对比。
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需的试剂设备等。确定方案,完成开题报告。
第4-5周:根据所定实验方案准备仪器与药品,进行钝化实验并测量钝化电位,绘制tafel曲线。
4. 参考文献(12篇以上)
【1】张利民,王朝琳,马春华.影响镀锌层耐腐蚀性的因素探讨[j].电镀与精饰,2006,28(6):30-31.
【2】曾振欧,邹锦光,赵国鹏,刘建平.不同镀锌层的三价铬钝化膜耐蚀性能比较[期刊论文]-电镀与涂饰2007(1)
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