钢铁表面硅烷复合膜的制备及耐蚀机理研究
发布时间：2021-01-07 04:38
硅烷化处理技术是一种新型的表面处理工艺,该工艺具有绿色环保、无毒无害、工艺简单、生产成本低廉等优点,但传统的单一硅烷膜仍存在气孔以及微裂纹等表面缺陷,影响了硅烷膜的耐腐蚀防护能力。氧化石墨烯（GO）具有致密的二维平面结构和纳米级厚度,拥有优异的热学和化学稳定性,可以作为扩散屏障应用于金属表面,本文通过添加氧化石墨烯对单一硅烷膜进行改性,并对混杂硅烷膜的制备工艺、膜层结构、耐腐蚀性能及机理进行探究,其主要研究结果如下:1.本文选取双-[γ-（三乙氧基硅）丙基]-四硫化物（BTESPT）硅烷作为处理主剂,在40Cr钢基体上制备混杂硅烷膜。对氧化石墨烯进行扫描电子显微镜（SEM）以及红外光谱（FTIR）表征,发现氧化石墨烯呈现褶皱堆叠状态,其特征峰明显且氧化程度高。通过单因素实验确定氧化石墨烯的添加范围。选取各参数水平,通过两步正交实验,得到混杂硅烷膜的最佳制备工艺。通过电导率测量仪对硅烷溶液进行电导率检测,发现由于溶液粘度的变化,电导率呈现先增大后减小最后趋于平衡的趋势,对水解后的硅烷溶液进行红外光谱分析,结果表明硅烷溶液水解后Si-O-Si和Si-OH的峰值得到了提高,溶液中发生了缩合和...
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
氧化石墨烯结构
硅)丙基]-四硫化物(BTESPT)4Si2；分子量：539.0 ；密度：1.08g/m为略带有乙醇气味的淡黄色透明液体，室内避光的条件下保存。性硅烷，在酸性条件下更容易加快水解水解后能产生双倍的-OH，这使其成示意图如 2-1 所示。钠 分析纯 国药钠 分析纯 国药 分析纯 国药 分析纯 国药 分析纯 国药 无锡
(a) (b)图 2-2 氧化石墨烯的扫描电镜形貌图 2-2 是氧化石墨烯粉末在扫描电子显微镜下的形貌，其中(a)为放大 10000 倍下氧化石墨烯粉末的 SEM 图，图(b)为放大 5000 倍下氧化石墨烯粉末的 SEM 图。通过图(a)中可以明显地看出，微观下的氧化石墨烯呈现片状褶皱结构，其平面方向尺寸有大有小，图中所示最大平面尺寸可延展至 8μm 左右。通过图(b)观察到，氧化石墨烯之间表现出团聚状态，相互之间堆叠在一起，因此在后续工艺中需要对添加到硅烷溶液中的氧化石墨烯进行充分的分散，打开团聚的状态。2.3.2 氧化石墨烯的红外光谱分析傅里叶红外光谱(FTIR)法是一种将计算机与红外光谱相结合的分析鉴定方法，通过测量干涉图并对干涉图进行傅里叶变化的方式来测定红外光谱。设备主要由光学探测部分和计算机部分组成，根据得到光谱图的不同特征，可以测定化学结构、分析物质的纯度、检定未知物的功能团等。傅里叶红外光谱具有光谱范围宽、分辨率高、不损伤样品、对样品影响小等优点。该方法已广泛应用于有机化学、材料科学、医药以及环境等领域。
【参考文献】：
期刊论文
[1]氧化石墨烯改性硅烷膜水解工艺优选及膜层的耐蚀性[J]. 杨鑫,倪自丰,赵永武,孙中浩. 材料保护. 2018(11)
[2]金属腐蚀防护有机涂层的研究现状[J]. 郭璐. 广东化工. 2017(06)
[3]镀锌层钛盐彩色钝化工艺[J]. 王波,范云鹰,毕雅各,郭凤广. 材料保护. 2016(05)
[4]镀锌层硅钛复合钝化工艺[J]. 王波,范云鹰,崔欢欢,毕雅各,郭凤广. 材料保护. 2016(04)
[5]对镀锌层无铬钝化技术的研究进展探讨[J]. 储俊生. 科技创新与应用. 2016(06)
[6]植酸/硅烷复合钝化镀锌层的耐蚀性能[J]. 贲建栋,鲁钢,孙大东. 材料保护. 2015(10)
[7]镀锡板钨酸盐钝化工艺[J]. 王守兵,高虹,马梦迪. 电镀与环保. 2015(05)
[8]镀锡板钼酸盐-植酸体系电化学钝化膜的制备及性能研究[J]. 邵忠财,张庆芳,王明,高虹. 稀有金属材料与工程. 2015(08)
[9]水基硅烷化溶液中铝表面硅烷–铈盐杂化膜的制备及表征[J]. 谢荟,何江,何德良. 电镀与涂饰. 2015(14)
[10]镀锌层无铬硅酸盐彩色钝化成膜机理及性能[J]. 范云鹰,金海玲,崔欢欢. 江苏大学学报(自然科学版). 2015(02)
硕士论文
[1]新型环保钢铁表面硅烷化处理技术的研究[D]. 赵衍涛.江南大学 2016
[2]碳钢表面杂化膜的制备及防腐性能研究[D]. 刘云平.中国海洋大学 2011
[3]金属表面有机-无机防腐杂化膜制备及其性能研究[D]. 贾文杰.南京航空航天大学 2009
本文编号：2961927
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
氧化石墨烯结构
硅)丙基]-四硫化物(BTESPT)4Si2；分子量：539.0 ；密度：1.08g/m为略带有乙醇气味的淡黄色透明液体，室内避光的条件下保存。性硅烷，在酸性条件下更容易加快水解水解后能产生双倍的-OH，这使其成示意图如 2-1 所示。钠 分析纯 国药钠 分析纯 国药 分析纯 国药 分析纯 国药 分析纯 国药 无锡
(a) (b)图 2-2 氧化石墨烯的扫描电镜形貌图 2-2 是氧化石墨烯粉末在扫描电子显微镜下的形貌，其中(a)为放大 10000 倍下氧化石墨烯粉末的 SEM 图，图(b)为放大 5000 倍下氧化石墨烯粉末的 SEM 图。通过图(a)中可以明显地看出，微观下的氧化石墨烯呈现片状褶皱结构，其平面方向尺寸有大有小，图中所示最大平面尺寸可延展至 8μm 左右。通过图(b)观察到，氧化石墨烯之间表现出团聚状态，相互之间堆叠在一起，因此在后续工艺中需要对添加到硅烷溶液中的氧化石墨烯进行充分的分散，打开团聚的状态。2.3.2 氧化石墨烯的红外光谱分析傅里叶红外光谱(FTIR)法是一种将计算机与红外光谱相结合的分析鉴定方法，通过测量干涉图并对干涉图进行傅里叶变化的方式来测定红外光谱。设备主要由光学探测部分和计算机部分组成，根据得到光谱图的不同特征，可以测定化学结构、分析物质的纯度、检定未知物的功能团等。傅里叶红外光谱具有光谱范围宽、分辨率高、不损伤样品、对样品影响小等优点。该方法已广泛应用于有机化学、材料科学、医药以及环境等领域。
【参考文献】：
期刊论文
[1]氧化石墨烯改性硅烷膜水解工艺优选及膜层的耐蚀性[J]. 杨鑫,倪自丰,赵永武,孙中浩. 材料保护. 2018(11)
[2]金属腐蚀防护有机涂层的研究现状[J]. 郭璐. 广东化工. 2017(06)
[3]镀锌层钛盐彩色钝化工艺[J]. 王波,范云鹰,毕雅各,郭凤广. 材料保护. 2016(05)
[4]镀锌层硅钛复合钝化工艺[J]. 王波,范云鹰,崔欢欢,毕雅各,郭凤广. 材料保护. 2016(04)
[5]对镀锌层无铬钝化技术的研究进展探讨[J]. 储俊生. 科技创新与应用. 2016(06)
[6]植酸/硅烷复合钝化镀锌层的耐蚀性能[J]. 贲建栋,鲁钢,孙大东. 材料保护. 2015(10)
[7]镀锡板钨酸盐钝化工艺[J]. 王守兵,高虹,马梦迪. 电镀与环保. 2015(05)
[8]镀锡板钼酸盐-植酸体系电化学钝化膜的制备及性能研究[J]. 邵忠财,张庆芳,王明,高虹. 稀有金属材料与工程. 2015(08)
[9]水基硅烷化溶液中铝表面硅烷–铈盐杂化膜的制备及表征[J]. 谢荟,何江,何德良. 电镀与涂饰. 2015(14)
[10]镀锌层无铬硅酸盐彩色钝化成膜机理及性能[J]. 范云鹰,金海玲,崔欢欢. 江苏大学学报(自然科学版). 2015(02)
硕士论文
[1]新型环保钢铁表面硅烷化处理技术的研究[D]. 赵衍涛.江南大学 2016
[2]碳钢表面杂化膜的制备及防腐性能研究[D]. 刘云平.中国海洋大学 2011
[3]金属表面有机-无机防腐杂化膜制备及其性能研究[D]. 贾文杰.南京航空航天大学 2009
本文编号：2961927
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