变极性电解酸洗对碳素钢丝表面性质的影响

摘要

目的综合提高碳素钢丝的外观及功能性,深入理解新型变极性电解酸洗过程及其对钢丝表面的修饰作用。方法使用电化学工作站,通过设计电解程序模拟了不同电流密度下的变极性电解酸洗过程,根据电位曲线对电解过程进行分析;通过OM、CLSM、SEM、XPS等手段对酸洗后钢丝的表面性质进行表征。结果非稳态的变极性电解酸洗阳极过程均首先发生Fe的活性溶解,仅当电流密度高至816.0 A/dm^2时可使钢丝表面迅速转入钝态,并进一步极化至析氧过程。极低电流密度下(54.4 A/dm^2)的酸洗可获得光亮的表面;较高电流密度下(163.2~272.0 A/dm^2)的酸洗会使钢丝表面发暗,氧化程度变高,但形成了特殊的片层状表面微观形貌;更高电流密度(544.0 A/dm^2)的酸洗会导致钢丝表面过度侵蚀,呈破碎状态;而极高电流密度(816.0 A/dm^2)下的酸洗,获得了同时具有片层状微观形貌的光亮表面。结论通过控制酸洗电流密度可调控碳素钢丝的外观、表面微观形貌及氧化程度。816.0 A/dm^2电流密度下的电解酸洗可使钢丝保持光亮的同时形成片层状的微观形貌,可能使后续镀层具有特殊的功能性。