论文部分内容阅读
传统金属材料的表面耐蚀处理主要采用磷化表面处理技术,该技术因能耗高,易对环境产生污染,而使其应用受到限制。因而有必要研究低能耗、环保型的表面处理技术以替代传统的磷化处理技术。硅烷化表面处理技术具有低能耗和环境友好等特点,具有广泛的应用前景,但采用普通的硅化表面处理技术制备的薄膜,表面存在气孔、裂纹等缺陷,使其耐蚀性远低于磷化膜。为了提高硅烷膜的耐蚀性,本文首先在冷轧钢基体上制备了普通硅烷膜。选择氟锆酸作为添加剂,采用浸渍法在冷轧钢基体上制备了单层复合膜和双层复合膜。并将这两种薄膜和普通硅烷膜进行了对比研究。本论文的主要工作如下：(1)在金属基体表面沉积了普通硅烷膜,优化了普通硅烷膜的沉积工艺。实验结果表明：普通的硅烷膜中存在C、O、Si、Fe,这说明已在金属基体表面形成硅烷膜,但膜层厚度较薄,普通的硅烷膜的耐蚀性低于磷化膜。(2)将氟锆酸掺杂到y-GPS硅烷溶液中,从而在金属基体表面制备单层硅烷复合膜试样。耐蚀性结果表明：单层硅烷复合膜的耐腐蚀性,随氟锆酸添加量的增加,开始提高,达到最大值后,逐步降低。耐蚀性最高时对应的氟锆酸掺杂量为1×10-3M；单层硅烷复合膜的耐蚀性较普通硅烷膜和磷化膜均有明显提高。XPS和EDS结果表明,双层硅烷复合膜含有C、O、Si、Zr元素,表明这几种元素都参与了薄膜的沉积过程。SEM结果表明：单层复合薄膜已完全覆盖基体。(3)先在冷轧钢基体上制备出稀土镧盐转化膜,再用γ-GPS硅烷溶液进行封闭处理,从而得到双层复合膜,优化了双层复合薄膜的沉积工艺。EDS结果表明,双层复合硅烷复合膜含有C、O、Si、La元素,表明这几种元素都参与了薄膜的沉积过程。XPS结果表明：表面C、O、Si元素含量较高,沿深度方向逐渐降低,说明在金属基体的表面,在最外层形成了硅烷膜,而Fe、La元素的含量在膜外层较低,沿深度方向逐渐增加,这说明在薄膜内层,La和Fe均参与成膜过程。耐蚀性结果表明：双层复合薄膜的耐蚀性高于单层复合薄膜、普通硅烷膜和磷化膜。