铝表面稀土硅烷复合膜的制备工艺和性能研究

摘要

铝表面稀土转化膜和硅烷转化膜作为新一代金属表面处理技术已被广泛关注,并且有望替代铬酸盐转化膜。稀土转化膜作为缓蚀剂具有较高的结合强度,耐持久性好,但易脱水产生裂纹,严重影响耐蚀性能。而硅烷转化膜具有超疏水性质,均匀致密,能够有效阻止介质入侵对基体产生腐蚀,但此膜层耐久性差,一经破坏则耐蚀性能迅速失效。而本实验制备的稀土硅烷复合膜层实现了上述两种膜层的优势互补,能够为铝基体提供有效、环保的腐蚀防护。
　　本文对1060铝表面稀土-硅烷复合膜的制备工艺进行了探索,通过正交试验确定了稀土硅烷复合膜的最佳工艺参数:CeCl3?7H2O浓度为40 g/L,硅烷浓度为:3g/L,H2O2浓度为:60 ml/L,pH为:4.0,温度为:35℃,成膜时间为10min。
　　运用扫描电镜、EDS、极化曲线、CA测试仪等分析手段,对最佳工艺条件下的稀土硅烷复合膜的表面形貌、化学组成、元素分布、电化学性能以及疏水性进行了研究,并与单纯的铈转化膜进行了相应的比较。研究得出,复合膜层较之单纯的铈转化膜更加均匀致密,表面几乎没有明显裂纹,弥补了铈转化膜易脱水发生皲裂的不足,提高了膜层整体性能。
　　另外,通过测试硅烷水解电导率、膜层微观形貌以及极化曲线,来研究分析硅烷水解的pH和温度对成膜的影响。研究表明,pH值较大时则会促进硅烷的水解反应,当pH较小时则会促进硅烷的缩聚反应;温度的增加能够提高成膜速率,完善膜层的相结构,但温度过高则增加了试验难度,不利于控制实验条件,只有当pH为4.0,温度为35℃时才能制备出性能优异的硅烷稀土复合膜层。

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0 前言

1 文献综述

1.1铝及其性质介绍

1.2铝及合金腐蚀原理及分类

1.3铝及其合金表面防护

1.4 稀土转化膜工艺研究现状

1.5 硅烷转化膜的研究现状

1.6 稀土-硅烷复合膜的研究进展

1.7 存在的问题

1.8 选题目的与意义

1.9 课题研究内容

2 实验材料设备及研究方法

2.1实验方案

2.2实验材料与设备

2.3转化膜制备工艺

2.4膜层形貌观测

2.5疏水性测试

2.6电化学性能测试

2.7 转化膜化学组成分析

3 铝表面稀土硅烷复合膜的制备工艺研究

3.1 工艺参数的确定

3.2 正交试验的设计

3.3正交试验结果

3.4最优工艺性能分析

3.5 本章小结

4 硅烷水解对膜层性能的影响

4.1 硅烷水解机理分析

4.2 硅烷水解液pH值对膜层的影响

4.3 硅烷水解温度对膜层的影响

4.4 本章小结

5 结论

参考文献

致谢

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