铬酸盐钝化镀锡钢板的腐蚀性能及机理研究

摘要

本文通过仪器分析、电化学测试以及腐蚀试验等方法，对镀锡钢板生产中的软熔及钝化工艺对镀锡钢板耐蚀性的影响机理进行了分析研究。结果表明，不同的软熔及钝化工艺条件对镀锡钢板耐蚀性的影响不同。 在软熔过程中，软熔加热功率、加热时间以及软熔后的淬水温度都对镀锡钢板的耐蚀性产生影响。在其它条件不变的情况下，软熔加热功率存在着最佳区域，软熔功率较高或较低时都会降低镀锡钢板的耐蚀性；在保证相同的软熔效果的前提下，改变软熔工艺的加热时间会对镀锡钢板的耐蚀性产生影响，缩短软熔加热时间可以提高镀锡钢板的耐蚀性；软熔工艺中的淬水温度对镀锡钢板耐蚀性也有明显的影响，其中淬水温度在30-40℃和80℃附近时可以得到良好的耐蚀效果。 在铬酸盐钝化过程中，钝化时间、钝化液的温度和浓度都对镀锡钢板的耐蚀性具有明显影响。阴极电解钝化的时间延长，镀锡钢板在酸性腐蚀溶液中的耐蚀能力提高；而在中性腐蚀溶液中，由于锡氧化膜的影响，镀锡钢板的耐蚀能力表现为其耐蚀能力先随着钝化时间的延长而增强，而后又随着锡氧化膜层的溶解而降低。钝化工艺中钝化液温度对镀锡钢板耐蚀性的影响规律是，在酸性腐蚀溶液中较高钝化温度镀锡钢板的耐蚀能力相对要好一些，而在中性腐蚀溶液中低温钝化的镀锡钢板的耐蚀性相对好一些，这也和氧化膜层的影响有关。钝化液浓度的改变对镀锡钢板耐蚀性的影响规律是，在酸性腐蚀溶液中镀锡钢板的耐蚀能力随钝化液浓度的提高略有增加，而在中性腐蚀溶液中镀锡钢板的耐蚀能力先随着钝化液浓度升高而降低，在一定浓度后其耐蚀能力又随着钝化液浓度升高而提高。 为了进一步了解镀锡钢板的耐蚀机理，使用电化学测试、扫描电镜观察(SEM)、能量散射谱(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)分析等方法对镀锡板铬酸盐钝化膜进行了分析研究。结果表明，镀锡板铬酸盐钝化膜是一种极薄的透明、均质的阴极抑制型膜层，能显著提高镀锡钢板的耐蚀能力，其组成元素主要为Cr、O、Sn。通过Ar+溅射对镀锡钢板铬酸盐钝化膜进行深度剖析表明，钝化膜的厚度约为20nm。XPS窄幅扫描对钝化膜的相组成进行的分析结果表明，镀锡钢板铬酸盐钝化膜中钝化膜的主要组成相为Cr(OH)3、Cr2O3和Sn及其氧化物。

目录

文摘

英文文摘

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第1章绪论

1.1世界镀锡钢板工业的发展历史

1.2镀锡钢板生产工艺简介

1.3软熔工艺在镀锡钢板生产中的作用

1.4镀锡钢板钝化处理工艺现状与发展方向

1.5本文的主要工作及意义

第2章实验方法

2.1试样的制备

2.1.1主要实验试剂

2.1.2试样制备过程及方法

2.2实验方法及主要试验设备

2.2.1金相观察

2.2.2表面形貌分析

2.2.3 X射线光电子能谱(XPS)分析

2.2.4电化学测试

2.2.5耐酸蚀试验

2.2.6浸泡试验

2.3实验方案设计

2.3.1镀锡板研究试验总方案

2.3.2镀锡板软熔工艺的影响研究试验方案

2.3.3镀锡板钝化处理工艺参数影响试验方案

2.3.4镀锡板钝化膜钝化机理研究试验方案

第3章实验结果与讨论

3.1软熔工艺对镀锡板耐蚀性的影响

3.1.1不同软熔加热功率对镀锡板耐蚀性的影响

3.1.2不同软熔加热时间对镀锡板耐蚀性的影响

3.1.3不同软熔淬水温度对镀锡钢板耐蚀性的影响

3.2不同钝化工艺对镀锡板耐蚀性的影响

3.2.1不同钝化时间对镀锡板耐蚀性的影响

3.2.2不同钝化温度对镀锡钢板耐蚀性的影响

3.2.3不同钝化液浓度对镀锡钢板耐蚀性的影响

3.3镀锡钢板铬酸盐钝化膜分析

3.3.1铬酸盐钝化镀锡钢板表面形貌分析

3.3.2镀锡钢板铬酸盐钝化膜电化学分析

3.3.3 X射线光电子能谱(XPS)分析

第4章结论

参考文献

致谢

在攻读硕士学位期间发表的论文