【摘 要】
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金属腐蚀是工业中常见的材料失效形式,因此,金属防腐处理技术是延长金属使用寿命、保证机件正常安全运行的有效手段。而钝化处理作为一种使用简单、方便快捷、经济实用的预防金属腐蚀的方法受到众多学者的青睐,目前,被广泛应用的是酸性铬酸盐钝化,然而由于Cr6+对人和环境都会造成危害,已被限制使用。因此人们就无铬钝化进行了多方面积极探索,发现单一的无机钝化和有机钝化都难以达到与铬酸盐相近的防腐效果,因此能够将有
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金属腐蚀是工业中常见的材料失效形式,因此,金属防腐处理技术是延长金属使用寿命、保证机件正常安全运行的有效手段。而钝化处理作为一种使用简单、方便快捷、经济实用的预防金属腐蚀的方法受到众多学者的青睐,目前,被广泛应用的是酸性铬酸盐钝化,然而由于Cr6+对人和环境都会造成危害,已被限制使用。因此人们就无铬钝化进行了多方面积极探索,发现单一的无机钝化和有机钝化都难以达到与铬酸盐相近的防腐效果,因此能够将有机钝化与无机钝化各自的优势相结合制备出有机无机复合钝化液才具有深远的指导意义。本文利用氧化石墨烯独特的层片状结构与含有大量含氧基团的功能,通过硅烷水解产生丰富的硅醇桥接氧化石墨烯与金属原子形成强共价键结合,并采用环氧树脂对其进行二次封闭,从而制备出一种绿色环保的有机-无机复合膜层。通过正交实验确定了氧化石墨烯-硅烷复合钝化液的配方,其具体含量为:γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷200m L/L,氧化石墨烯0.2 g/L,甲醇200 m L/L;运用单因素变量试验,通过中性盐雾试验、醋酸点滴试验,确定了最佳钝化工艺条件为:钝化时间90 s,钝化温度30℃,钝化p H=5。由于未达到预期效果,故在氧化石墨烯-硅烷钝化液中添加水性环氧树脂。结果表明,当加入环氧树脂含量为200 m L/L时,所制备的氧化石墨烯-硅烷-树脂复合钝化膜耐蚀性最好。采用扫描电镜(SEM)和红外光谱(FTIR)分析了复合膜层的表面形貌、元素和有机物质结构、种类,采用中性盐雾试验、醋酸铅点滴试验、Tafel极化曲线及电化学交流阻抗探讨了复合膜的耐腐蚀性能。结果表明,膜层表面比较平整光滑,只有个别凸起存在,膜层中含有的元素主要为C、O、Si,膜层中含有的有机物质为Si-O-C、Si-O-Si等;复合钝化膜使镀锌板的腐蚀电位(Ecorr)正移,自腐蚀电流密度(Icorr)下降,极化电阻(Rp)增大,有效减缓了镀锌板的腐蚀速率;复合膜层对镀锌板的附着性好,耐腐蚀性强,48 h中性盐雾试验后复合膜层的腐蚀速率为0.365 g/(m~2·h),与所选市售氧化石墨烯钝化液进行对比,发现其耐蚀性优于所选市售氧化石墨烯钝化液。
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