冷轧钢表面锆盐/硅烷复合膜的制备机理及性能研究

发布时间：2021-07-04 21:26

　　金属表面硅烷处理技术具有处理工艺过程简单、能耗低、对环境友好等优点,使得金属表面硅烷化处理技术拥有可观的市场前景。但是硅烷膜自身存在的膜薄、力学性能差、无法自身修复等缺点也在一定程度上限制了其应用。而且,在硅烷的工业化应用过程中,硅烷工作液的水解度数据是建槽过程中浓缩液稀释倍数研究以及硅烷循环利用过程的重要依据。本论文以双-（3-三甲氧基硅基丙基）胺（BAS）和乙烯基三乙酰氧基硅烷（VTAS）的混合体系为研究对象,研究内容主要包括三个方面:（1）采用气相色谱内标法对混合体系中两种硅烷的水解度进行定量研究;（2）对纯硝酸锆成膜的制备工艺进行优化;（3）以硝酸锆对硅烷进行掺杂改性制备锆盐/硅烷复合膜,通过探讨浸渍条件对双电极体系的开路电压的影响,研究所制备膜的极化曲线及交流阻抗,提出锆盐/硅烷复合膜在浸渍过程中的成膜机理,并用扫描电镜与原子力显微镜对膜的表面进行观察分析。采用气相色谱内标法分别得到样品中CH3OH和CH3COOH的浓度值,并通过进一步计算得到BAS/Micxy V、BAS/Industrial V和BAS/Maya V混合硅烷水解液中两种硅烷的水解度分别为11.4%/29.... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 冷轧钢的用途
    1.2 冷轧钢腐蚀现状及腐蚀类型
        1.2.1 冷轧钢腐蚀现状
        1.2.2 冷轧钢的腐蚀类型
    1.3 冷轧钢的腐蚀防护
        1.3.1 电镀技术
        1.3.2 磷化技术
        1.3.3 稀土转化膜技术
        1.3.4 钛锆转化膜技术
    1.4 冷轧钢表面硅烷化处理技术
        1.4.1 硅烷工作液的研究现状
        1.4.2 硅烷膜的制备及性能研究
        1.4.3 无机-有机杂化硅烷膜的研究
    1.5 本课题研究的意义及主要内容
        1.5.1 研究意义
        1.5.2 研究内容
2 实验内容及方法
    2.1 实验主要药品
        2.1.1 药品和试剂
        2.1.2 主要药品介绍
    2.2 实验仪器及设备
    2.3 实验流程图
        2.3.1 溶液配制流程图
        2.3.2 冷轧钢涂膜流程图
    2.4 硅烷溶液的分析表征
        2.4.1 硅烷溶液水解度的表征
        2.4.2 硅烷溶液成分的表征
    2.5 锆化膜的分析检测方法
        2.5.1 锆化膜的外观形貌
        2.5.2 硝酸锆成膜时锆吸附量的测定
        2.5.3 冷轧钢处理膜的表面形貌及膜成分分析
        2.5.4 X射线衍射分析（XRD）
    2.6 硅烷膜的CuSO_4 点蚀实验
    2.7 冷轧钢基体表面成膜的电化学性能表征
        2.7.1 成膜过程中开路电压（OCP）的测定
        2.7.2 极化曲线（Tafel曲线）测定
        2.7.3 电化学阻抗（EIS）测定
3 BAS/VTAS混合硅烷体系水解度的定量研究
    3.1 硅烷溶液水解机理
    3.2 实验步骤
        3.2.1 混合硅烷水解液的配制
        3.2.2 硅烷溶液的表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 硅烷水解度的表征
        3.3.2 硅烷溶液的红外表征
        3.3.3 硅烷膜层耐腐蚀性能的表征
    3.4 本章小结
4 冷轧钢表面锆转化膜的制备工艺研究
    4.1 实验过程
        4.1.1 标准曲线的绘制
        4.1.2 锆转化膜的工艺条件优化
        4.1.3 黑色物质的鉴定
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 标准曲线的绘制
        4.2.2 成膜时间对锆转化膜性能的影响
        4.2.3 成膜温度对锆转化膜性能的影响
        4.2.4 硝酸锆溶液pH对锆转化膜性能的影响
        4.2.5 硝酸锆溶液浓度对锆转化膜性能的影响
        4.2.6 黑色物质的鉴定
    4.3 本章小结
5 锆盐/硅烷复合膜的制备机理及性能研究
    5.1 实验过程
        5.1.1 溶液的配制
        5.1.2 OCP的原位测定
        5.1.3 锆盐/硅烷复合膜的机理研究
        5.1.4 不同表面处理的电化学性能表征
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 OCP的原位测定
        5.2.2 锆盐/硅烷复合膜的机理研究
        5.2.3 锆盐/硅烷复合膜成膜机理的验证
    5.3 成膜模型的建立
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录
    A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]铝合金表面有色转化膜快速成膜工艺[J]. 易爱华,黎雪芬,李文芳,杜军.  电镀与涂饰. 2014(12)
[2]6061铝合金上硅烷膜的制备与性能[J]. 雷越,汤宏伟,张圣麟.  腐蚀与防护. 2014(01)
[3]连续式快速磷化工艺在钢丝生产中的应用[J]. 董晨.  金属制品. 2013(03)
[4]混合硅烷体系中双-（3-三甲氧基硅基丙基）胺硅烷水解度的研究[J]. 羡小超,陈明禄,林震,李立新,周志明,谭世语.  表面技术. 2013(02)
[5]冷轧钢表面硅锆复合膜的制备及其耐腐蚀性能[J]. 杨玉昌,王锋,胡剑青,涂伟萍.  材料保护. 2013(03)
[6]金属磷化技术的反应机理及其应用[J]. 齐晓婧,李鹏飞,高灿柱.  化工时刊. 2012(09)
[7]设备腐蚀与防护综述(二)[J]. 赵维印.  中国设备工程. 2012(06)
[8]铝合金表面有色钛/锆转化膜的成膜机理及性能[J]. 易爱华,李文芳,杜军,穆松林,刘宁华.  华南理工大学学报(自然科学版). 2012(01)
[9]有前景的可取代磷化处理的硅烷处理技术[J]. 邱佐群.  表面工程资讯. 2009(04)
[10]磷化技术的发展趋势[J]. 王建平.  科技情报开发与经济. 2009(21)



本文编号：3265570