镀锌层无铬钝化耐蚀机理的研究进展_吴海江
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化学镀镍磷镀层三价铬及无铬钝化膜的制备及成膜机制嘿,朋友们!今天咱们来聊聊化学镀镍磷镀层那点事儿,特别是三价铬和无铬钝化膜的制备,这就像是一场奇妙的魔法之旅呢。
首先说说三价铬钝化膜的制备。
你可以把化学镀镍磷后的零件想象成一个等待换装的小模特。
我们得先调配好三价铬钝化液,这就像是在调制魔法药水一样。
通常是把三价铬盐、各种添加剂等按照精确的比例混合起来,这个比例要是错了一点,那就像是厨师做菜盐放多了,整个“菜”就毁了。
然后把镀了镍磷的零件放进去,就像把小模特推进了魔法换装间。
零件在溶液里呆着的时候,三价铬离子就像一群勤劳的小工匠,慢慢地在镍磷镀层表面“盖房子”,一层一层地构建起钝化膜,这个过程有点像蜗牛盖自己的小房子,虽然慢但是很细致。
再来说无铬钝化膜的制备。
无铬钝化就像是走环保时尚路线。
这里面的原料可就不是三价铬那些家伙了。
比如说可以用一些稀土元素,这些稀土元素就像是来自外星的神秘力量。
制备的时候呢,要把含有稀土元素的溶液调整到合适的酸碱度,这就好比是给这个外星力量创造一个合适的地球环境。
然后把零件放进去,稀土元素就开始在镍磷镀层上施展它们的魔法,像一群小精灵在上面跳舞,跳着跳着就形成了一层保护膜。
那成膜机制是怎么回事呢?对于三价铬钝化膜,从微观角度看,三价铬离子和镍磷表面的原子就像是磁铁的两极,相互吸引着。
三价铬离子在吸附的过程中还会带着它的那些“小伙伴”,像氢氧根离子之类的,大家手拉手形成一个个小的复合物,然后这些复合物越聚越多,就形成了膜。
这就好比是小朋友们在玩堆积木,一块一块堆起来就成了高楼大厦。
无铬钝化膜的成膜机制呢?那些稀土元素可就更神奇了。
它们会在镍磷表面发生一些复杂的化学反应,就像是一场看不见硝烟的战斗。
稀土元素会抢占表面的一些活性位点,然后和周围的物质反应生成一种很稳定的结构,就像在沙滩上用沙子堆起了坚固的城堡,把镍磷镀层好好地保护起来。
在制备三价铬钝化膜的时候,温度也很关键哦。
电镀锌硅酸盐钝化工艺及机理研究摘要:随着社会的发展与进步,重视电镀锌硅酸盐钝化工艺对于现实生活中具有重要的意义。
本文主要介绍电镀锌硅酸盐钝化工艺及机理研究的有关内容。
关键词电镀;硅酸盐;钝化;工艺;机理;技术;引言金属的腐蚀给人类带来巨大的经济损失和社会危害。
电镀锌是提高钢铁抗腐蚀能力的有效途径,但是锌镀层在潮湿的环境中,镀层极易发生腐蚀,从而失去防护作用。
为进一步提高镀锌层的耐蚀性,提高其表面质量,延长其使用寿命,需对其进行钝化处理。
传统铬酸盐钝化处理毒性大,污染环境和危害人体健康。
一、概述电镀是金属防腐蚀常用技术之一。
电镀锌是提高钢铁抗腐蚀能力的有效途径,目前广泛地应用于造船工业、机械工业、航空、建筑等许多领域中。
但在潮湿的环境中,尤其在不通风的湿热环境中,镀层极易发生腐蚀,表面形成暗灰色或白色疏松的腐蚀产物—白锈,影响外观质量;时间长了会出现红锈,从而失去防腐效果。
因此,在生产过程中,为了改善金属或镀层制品表面耐蚀性能和涂装性能,提高其表面质量,延长其使用寿命,一般都要对其进行适当的钝化处理。
钝化处理属一种化学转化膜技术,它是通过化学或电化学等手段,使金属或镀层表面由活泼态转变成不活泼态的过程。
二、化学转化膜的定义化学转化膜又称金属转化膜(钝化膜)。
它是金属(包括镀层金属)表层原子与介质中的阴离子相互反应,在金属表面生成附着力良好的隔离层,这层化合物隔离层称为化学转化膜,而这个反应过程被称为金属的钝化过程。
在本论文中采用的是化学处理液,使金属表面与溶液界面上产生的化学或电化学反应,生成稳定的化合物的薄膜处理技术。
有人用下面反应式来严格定义和表达化学转化膜的产生:式中,M表示表层的金属原子;Az一表示介质中价态为z的阴离子,e为电子。
化学转化膜同金属上别的覆盖层(如电镀层)不一样,它是基体金属与选定的介质起反应,生成自身转化产物(MmA。
)。
反应式中,电子是作为反应产物来表征的。
这就表明,化学转化膜的形成既可以是金属/介质界面间的纯化学反应,也可以是在施加外电源的条件下所进行的电化学反应。
镀锌层的三价铬彩钝工艺研究摘要:概述了镀锌层三价铬钝化的发展背景、现状及特点;阐述了三价铬钝化膜形成的机理,深入研究了三价铬彩钝的工艺条件,对三价铬彩钝基础组成进行了筛选,得到了一种能产生明显彩色的三价铬彩钝配方,并通过单因素实验确定了该配方的适宜工艺条件。
关键词:碱性锌酸盐镀锌;三价铬彩钝;有机羧酸;封闭剂;表面活性剂;醋酸铅点滴实验;中性盐雾实验引言长期以来,铬酸盐钝化工艺已广泛应用于电镀锌层的钝化处理,钝化后氧化膜中的铬是以三价和六价形式存在,但六价铬毒性大,又是致癌物质,严重污染环境。
随着人们环保意识的提高,六价铬在电镀工业生产中的应用已逐渐受到严格的限制,因此迫切需要研究和开发一种无毒或低毒的物质以取代铬酸盐钝化工艺。
有关取代铬酸盐钝化的研究报道很多[1~5],由于防腐蚀效果较差,工艺复杂,成本高而难以推广应用。
三价铬毒性低,其毒性大概仅为六价铬的1%,用三价铬钝化可大大降低对环境的污染。
微量的三价铬是人体所需要的,成年人推荐食用50~200µg/d,它有助于人体对糖,蛋白质和脂肪的吸收。
用三价铬钝化在许多方面有着类似于六价铬的特性,受到了科学界的广泛关注[6~14]。
现阶段的三价铬钝化研究进展很快,许多公司已经推出了成熟的产品,如:日本的JASCO公司推出了一种彩钝液—TR-173A,经严格按照其操作条件进行钝化实验得到的片能够耐72h的NSS实验,耐蚀性已经超过了六价铬钝化膜。
其它的国际大公司如:法国的科文特亚化学品公司、美国的哥伦比亚化学品公司及OMI公司也相继推出了一些列的产品,这些产品的耐蚀性能经实验检验都已经超过了传统的六价铬钝化。
而国内在三价铬钝化方面的研究进展较慢,鲜有产品上市,市面上的许多产品都是上述几家国际大公司在华代理生产或销售的。
因此开发中国完全自主产权的三价铬镀锌钝化液是我国电镀工作者面临的一项重要而迫切的任务。
与传统的六价铬钝化比较三价铬钝化具有以下的特点:1)三价铬钝化成膜相对比较容易,工艺简单、稳定,并可得到不同色泽的钝化膜,如无色,兰白色,彩虹色,黑色等;2)膜层无自修复能力,钝化膜相对于六价铬钝化膜较薄,但在锌合金镀层上的钝化摸较厚;3)三价铬钝化膜的耐蚀性尚不如六价铬钝化膜,但在锌合金上的钝化膜常优于六价铬钝化钝化膜;4)由于三价铬钝化膜较薄,为了提高抗蚀性,通常要进行封闭后处理;5)三价铬钝化膜的耐温性比六价铬钝化膜好,将其加热到200。
学生毕业论文(设计)论文题目镀锌钝化的发展及用途教学系(部):机电工程系专业/年级:机电一体化技术(2)班学号: 1001020248学生姓名:赵小林成绩:指导教师:程帝斌2013年4月26日镀锌钝化的发展及用途机电一体化技术2010即(2)班赵小林摘要:镀锌层是钢铁基体最廉价的保护层,而钝化则是镀锌所必经的处理过程。
钝化可高镀锌层的耐蚀性,改善其装饰性,提高与涂料的结合力。
传统的钝化溶液含有六价铬、硫酸根、硝酸根等,尽管有许多研究人员开展了无铬钝化的研究工作,但是,因无铬钝化膜的耐蚀性等问题,这种钝化溶液短时间内仍难以工业化生产应用。
由含六价铬化合物的钝化溶液中得到的钝化膜,从外观可分为白色、淡蓝色、彩虹色、金黄色、黑色、军绿色;钝化溶液依含六价铬化合物的量可分为高铬、中铬、低铬和超低铬等。
钝化膜由六价铬、三价铬、二价锌、氧和水等组成。
这些钝化膜的耐腐蚀性随颜色的加深而增高。
关键词:镀锌钝化无铬耐蚀性钝化机理:铁、铝在稀HNO3或稀H2SO4中能很快溶解,但在浓HNO3或浓H2SO4中溶解现象几乎完全停止了,碳钢通常很容易生锈,若在钢中加入适量的Ni、Cr,就成为不锈钢了。
金属或合金受一些因素影响,化学稳定性明显增强的现象,称为钝化。
由某些钝化剂(化学药品)所引起的金属钝化现象,称为化学钝化。
如浓HNO3、浓H2SO4、HClO3、K2Cr2O7、KMnO4等氧化剂都可使金属钝化。
金属钝化后,其电极电势向正方向移动,使其失去了原有的特性,如钝化了的铁在铜盐中不能将铜置换出。
此外,用电化学方法也可使金属钝化,如将Fe置于H2SO4溶液中作为阳极,用外加电流使阳极极化,采用一定仪器使铁电位升高一定程度,Fe就钝化了。
由阳极极化引起的金属钝化现象,叫阳极钝化或电化学钝化。
镀锌钝化的发展及各种方法的评价:白色和蓝白色钝化白色和蓝白色钝化在所有的钝化膜中,膜层最薄,防护能力最差。
它们主要用于有一定装饰性要求的零部件上,如日用五金、建材、轻工产品、家用电器、输变电金具等。
金属和合金的腐蚀镀锌薄板无铬钝化评价方法下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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《铸铝材料无铬钝化工艺及性能研究》一、引言随着环保意识的日益增强,对工业生产中的环境污染控制提出了更高的要求。
铸铝材料作为工业领域的重要材料之一,其表面处理工艺对于提高产品的耐腐蚀性、延长使用寿命具有重要影响。
传统的铬酸盐钝化工艺虽然效果显著,但因铬的毒性及对环境的污染性,已逐渐被淘汰。
因此,研究铸铝材料无铬钝化工艺及性能,对于实现绿色制造和可持续发展具有重要意义。
二、铸铝材料无铬钝化工艺研究(一)无铬钝化处理概述无铬钝化处理是指采用非铬化合物替代传统铬酸盐进行表面处理,以达到提高铸铝材料耐腐蚀性的目的。
目前,常用的无铬钝化处理方法包括稀土转化膜、硅烷膜等。
(二)无铬钝化处理工艺流程以硅烷膜法为例,无铬钝化处理流程如下:表面处理→ 清洗→ 硅烷溶液浸泡→ 再次清洗→ 干燥→ 形成钝化膜。
具体来说,首先对铸铝材料进行表面清洗,去除油污和杂质;然后将其浸泡在硅烷溶液中,形成硅烷膜;最后进行清洗和干燥处理,形成稳定的钝化膜。
(三)关键因素及优化措施无铬钝化处理过程中,温度、时间、浓度等关键因素会影响到成膜质量。
优化措施包括严格控制工艺参数、合理选择溶液配比和添加助剂等。
此外,对铸铝材料进行预处理和后处理也是提高成膜质量的重要手段。
三、无铬钝化膜性能研究(一)耐腐蚀性无铬钝化膜具有较好的耐腐蚀性,能够在一定程度上抵抗酸、碱、盐等腐蚀介质的侵蚀。
与传统的铬酸盐钝化膜相比,无铬钝化膜的耐腐蚀性能相当甚至更优。
(二)硬度与耐磨性无铬钝化膜的硬度较高,具有较好的耐磨性能。
这使得铸铝材料在经过无铬钝化处理后,能够抵抗磨损和划痕,延长使用寿命。
(三)环境友好性无铬钝化处理不使用含铬化合物,避免了重金属污染和有毒废水的产生。
同时,无铬钝化膜的制备过程也更加环保,符合绿色制造的要求。
四、实际应用及前景展望(一)实际应用铸铝材料无铬钝化工艺已广泛应用于汽车、航空航天、电子等领域。
例如,在汽车制造中,铸铝零件经过无铬钝化处理后,可提高其耐腐蚀性和使用寿命,降低维护成本。
镀锌层无铬硅酸盐彩色钝化成膜机理及性能范云鹰;金海玲;崔欢欢【摘要】针对镀锌层可显著提高钢铁零件的耐蚀性能,但在潮湿的环境中其表面易被腐蚀产生白锈,从而失去对基体的保护作用的问题,制备了A3钢镀锌层表面的无铬硅酸盐彩色钝化膜,以进一步提高其耐蚀性能,并使用X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、中性盐雾试验和电化学工作站,研究了膜层的组分、成膜的过程及耐蚀性能.研究结果表明:钝化膜的主要成分为Zn4Si2O7-(OH)2·2H2O,SiO2,ZnO和Zn(OH)2,其中性盐雾试验出白锈时间能够达到75 h,与市场上广泛应用的三价格(Cr3+)钝化膜相当.【期刊名称】《江苏大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2015(036)002【总页数】4页(P220-223)【关键词】镀锌层;硅酸盐;成膜过程;成分;耐蚀性能【作者】范云鹰;金海玲;崔欢欢【作者单位】昆明理工大学材料科学与工程学院,云南昆明650093;昆明理工大学材料科学与工程学院,云南昆明650093;昆明理工大学材料科学与工程学院,云南昆明650093【正文语种】中文【中图分类】TG147.44电镀锌是提高钢铁零部件抗腐蚀能力的有效途径,通过镀锌层和镀锌层的表面钝化处理,可以有效提高钢铁部件的使用寿命.目前常用的电镀锌表面钝化有彩色、银白色、蓝色和黑色.这其中含六价铬的铬酸盐钝化工艺是应用最广泛的,这种钝化液可以得到稳定性好、耐蚀性高的膜层,并且还有自我修复能力.但是六价铬会造成环境的严重污染,并对人体也有极大伤害,国家对于六价铬的使用有严格限制[1-5].目前应用的三价铬钝化工艺,虽然毒性减低,但是工艺不稳定,三价铬在一定条件下易转化为六价铬,污染环境[6-7].近几年,环保型彩色镀锌钝化主要有钛盐、钼酸盐、硅酸盐、稀土盐等无铬钝化工艺[8-11].这些无机物形成的钝化膜层比较薄,耐蚀性还有待提高,一般处于试验阶段.其中硅酸盐体系钝化具有成本低、操作简单、无毒等优点,但是其钝化膜耐蚀性较差.为了改善硅酸盐耐蚀性能,主要采用2种方法:一是加入一些有机促进剂如硫脲等;二是加入一定量金属盐添加剂.本研究采用加入金属盐来提高耐蚀性,并且调节钝化液pH=3左右,对A3钢镀锌层进行钝化处理,分析钝化膜成分及形成过程,并研究其性能.1 试验方法采用试样尺寸为10 mm×10 mm×1 mm的A3碳钢,其钝化处理工艺流程如下:试样除锈→水洗→活化→水洗→电镀锌→水洗→出光→水洗→钝化→水洗→吹干. 镀锌硅酸盐彩色钝化液的主要组成及工艺条件:Na2 SiO3·9H2O 为10~30 g·L-1,H2O2为10 mL·L-1,DK-WSC 为12 g·L-1,用 H2 SO4调节pH=3,室温下钝化50~90 s.硅酸钠、双氧水和硫酸都为分析纯,DK-WSC为云南滇科公司化工产品.中性盐雾试验出白锈时间75 h.采用日立S-4800型扫描电镜和Link-ISIS型能谱仪观察和分析硅酸盐钝化膜表面微观形貌和成分;用PHIOuantera SXM X射线光电子能谱仪对硅酸盐钝化膜表面元素价态和组成结构进行分析;使用CHI660B电化学工作站测试钝化膜的塔菲尔曲线.2 结果与讨论2.1 电化学测试不同钝化时间对硅酸盐钝化膜的极化曲线测量结果如图1所示.为了定量评价对电极处理后的腐蚀性能,对各极化曲线进行了拟合,结果如表1所示.硅酸盐钝化膜的电流密度呈现先减小后增大的变化趋势.式(1)为金属腐蚀速度v失与腐蚀电流密度i corr的关系:式中:i corr为腐蚀电流密度;A为金属的原子量;n为金属的原子价;F为法拉第常数. 图1 极化曲线表1 钝化时间和极化曲线拟合结果钝化时间/s 腐蚀电流密度/(10-5 A·cm-2) 腐蚀电位/V 50 4.238 700 -1.334 3 70 1.540 400 -1.273 1 90 0.100 120 -1.064 9 110 0.303 347 -1.165 9由上式可知,v失与i corr成正比,即腐蚀电流密度越小,材料的腐蚀速度就越慢.因此,自腐蚀电位越大,自腐蚀电流越小,涂层的耐蚀性能越好.钝化时间在90 s 时,自腐蚀电位最大,腐蚀密度最小,明显地阻滞镀锌层在质量分数为3.5%的NaCl溶液腐蚀的阳极过程,降低了腐蚀速率.对于镀锌层,在NaCl电解质溶液中,其腐蚀过程包括阴阳极反应:式(2),(3)分别表示镀锌层溶解和阴极去极化反应,在未钝化前,O2和电子可在溶液和金属的界面自由扩散和迁移,腐蚀速率快.钝化后,在镀锌层表面形成致密均匀的钝化膜,阻碍了O2和电子的自由扩散和迁移,腐蚀动力被有效控制,腐蚀速率降低,腐蚀过程减慢.上述测试结果说明硅酸盐钝化膜对电解质溶液起到很好的阻挡作用,抑制腐蚀速率,保护基体.2.2 扫描电镜测试图2为未钝化试样和无铬硅酸盐彩色钝化试样的扫描电镜图.图2a,c为未钝化试样,其微观形貌上有比较明显的隆起,表面布满小颗粒锌,有比较明显的裂纹,这主要是由于电镀过程中,电流密度分布不均匀,引起镀锌层的均匀性差,并未形成有效的保护层,因此腐蚀较快;图2b,d为无铬硅酸盐彩色钝化试样,其微观形貌上比较平整、致密,无明显裂纹,整个表面呈现网格状,结合图1的极化曲线,推测网格状能有效分散腐蚀电流,降低腐蚀速率,保护基体. 图2 未钝化试样和无铬硅酸盐彩色钝化试样SEM图2.3 XPS测试图3为硅酸盐钝化膜表面元素全图谱.从图谱可以看出,硅酸盐钝化膜中主要元素为Zn,O,Si和Na,其中钠峰与部分锌峰重叠.对钼酸盐钝化膜中各种元素进行窄幅扫描,采用分峰软件对各元素对应峰进行分峰,确定各元素在膜层中化学状态. 图4为硅酸盐钝化膜表面元素窄幅扫描谱.图4a中Zn元素对应Zn2p3/2峰出现在1 021.83 eV处,化学态锌结合能向左偏移,结合能升高,失去电子,所以锌以+2价存在;标准化合物ZnO位于1 021.9 eV处出现,推测出钝化膜的Zn元素是以ZnO存在.图3 硅酸盐钝化膜表面元素全图谱图4b中O1s峰分别出现在530.70,531.18 eV处,化学态的氧得到电子,结合能向右偏移,电子脱离原子轨道能量降低,O以-2价存在,标准化合物SiO2和ZnO中氧元素1s峰分别位于530.7,531.2 eV处,所以钝化膜中的O元素以SiO2和ZnO形式存在.图4c中Si元素2峰分别位于102.03,103.38 eV,标准化合物Zn4 Si2O7(OH)2·2H2O和 SiO2中Si元素2p分别位于102.00,103.43 eV处,从而可认为钝化膜中的元素Si以Zn4 Si2O7(OH)2·2H2O和 SiO2形式存在[12].图4 硅酸盐钝化表面元素窄幅扫描谱2.4 成膜过程通过上述钝化膜成分分析,推测出镀锌层硅酸盐钝化机理.在溶液中酸的作用下,锌层被腐蚀溶解,发生阳极极化反应Zn→Zn2++2e;阴极发生H+,O2-的去极化还原:O2+2H2O+4e→4OH-.在整个反应过程中,镀锌层表面pH值逐渐变大,这时溶解的Zn2+就会与OH-反应生成胶体,即Zn2++2OH-→Zn(OH)2;由于Zn(OH)2的溶解度不大,所以就沉积在镀锌层表面,最后逐渐转化成ZnO,成为硅酸盐彩色钝化膜的组成部分.在镀锌层表面,当钝化液显酸性时,Si在硅酸钠水溶液中存在状态是复杂的阴离子.而SiO44-只是其中最简单的一种,有些阴离子由2或3个单体缩合而成,甚至可在胶态SiO2粒子之间通过—OH或—O—键相互发生交联反应,形成网状结构的大分子聚合物.这些聚合物与Zn2+发生反应,覆盖在基体表面,形成钝化膜. 氢氧化锌复合物和硅酸盐单体接触后,发生胶合和脱水反应,生成的Zn4 Si2O7(OH)2·2H2 O和胶态 SiO2、ZnO、Zn(OH)2、硅酸胶体、复杂化合物等沉积在镀锌层表面,构成了钝化膜主要成分.胶合反应:脱水反应:3 结论1)由电化学测试的极化曲线可知,钝化时间为70~90 s时,所制备的镀锌层硅酸盐钝化膜耐蚀性最好.硅酸盐钝化产生的锌硅钝化膜有效地阻滞腐蚀速率,从而有效地保护机体.2)由SEM测试微观形貌可知,相比未钝化试样,硅酸盐彩色钝化膜外观明显平整,无明显裂纹,表面形成均匀的网状结构,能有效分散腐蚀电流,保护镀锌层和基体.3)硅酸盐彩色钝化膜主要物质为Zn4 Si2O7-(OH)2·2H2 O,SiO2和ZnO等.锌硅化合物形成的钝化膜,表面致密性好,耐蚀性佳.参考文献(References)【相关文献】[1]单凤君,刘常升,于晓中,等.镀锌钢板无铬钝化技术的研究进展[J].材料保护,2007,40(10):26-30.Shan Fengjun,Liu Changsheng,Yu Xiaozhong,et al.The research of chromium-free passivation technology on steels with galvanized [J].Materials Protection,2007,40(10):26-30.(in Chinese)[2]丁楠,杨飞,朱立群.钝化工艺参数对镀锌钛盐钝化膜色泽的影响[J].材料保护,2008,41(5):45-48.Ding Nan,Yang Fei,Zhu Liqun.The effect of passivating parameters on the colour of the galvanized titanium conversion film[J].Materials Protection,2008,41(5):45-48.(in Chinese)[3] Magalhaes A A O,Margarit ICP,Mattos O R.Molybdate conversion coatings on zinc surfaces[J].Journal of Electroanalytical Chemistry,2004,572(2):433-440.[4]李广超.镀锌层硅酸盐钝化工艺研究[J].电镀与精饰,2007,29(2):31-33.LiGuangchao.Research of silicate passivation technology for zinc coating[J].Plating and Finishing,2007,29(2):31-33.(in Chinese)[5] Fredriksson W,Petrini D,Edström K,et al.Corrosion resistances and passivationof powder met allurgical and conventionally cast316 L and 2205 stainless steels[J].Corrosion Science,2013,67:268-280.[6] Silva C G,Correia A N,Lima-Neto P,et al.Study of conversion coatings obtained from tungstate-phosphoric acid solutions[J].Corrosion Science,2005,47(3):709-722. 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一、概述现代工业中,表面涂层技术的发展对材料的改性以及提高材料的抗腐蚀性能具有重要的意义。
zn-ni合金镀层作为一种重要的防腐蚀涂层,在工业生产中得到了广泛的应用。
然而,zn-ni合金镀层的沉积机理以及腐蚀机理一直是研究的热点和难点。
本文将从沉积机理和腐蚀机理两个方面入手,系统地探讨zn-ni合金镀层的形成过程以及腐蚀行为,为相关研究和工程应用提供理论支持。
二、zn-ni合金镀层的沉积机理1. 电化学沉积机理众所周知,zn-ni合金涂层通过电化学沉积技术制备。
电化学沉积是利用外加电流使阳极溶液中的金属离子在阴极上析出形成金属沉积层的过程。
zn-ni合金镀层的形成主要受到电流密度、沉积时间以及阳极溶液成分等因素的影响。
其中,zn-ni合金镀层的沉积速率和合金成分的控制是关键问题。
2. 沉积机理的表面催化作用表面催化作用在zn-ni合金镀层的形成过程中起到了重要作用。
合适的表面催化剂可以有效提高zn-ni合金镀层的沉积速率和均匀性。
研究表面催化作用对zn-ni合金镀层的形成具有重要意义。
3. 形貌和结构调控形貌和结构对zn-ni合金镀层的性能具有重要影响。
通过调控沉积条件和添加合适的添加剂,可实现zn-ni合金镀层的微观结构和宏观形貌的精密控制。
三、zn-ni合金镀层的腐蚀机理1. 电化学腐蚀机理zn-ni合金镀层的耐腐蚀性能主要受到其电化学腐蚀行为的影响。
zn-ni合金镀层在不同腐蚀介质中的腐蚀行为不尽相同,对其电化学腐蚀机理进行深入研究具有重要意义。
2. 节点腐蚀机理zn-ni合金镀层在实际使用过程中容易出现节点腐蚀问题。
节点腐蚀是指在涂层表面和基材交界处发生的腐蚀现象,严重影响了zn-ni合金镀层的抗腐蚀性能。
3. 其他腐蚀问题zn-ni合金涂层在特定环境中容易发生其他形式的腐蚀,如应力腐蚀、水解腐蚀等,这些腐蚀问题对涂层的稳定性和耐久性提出了挑战。
四、结论本文从zn-ni合金镀层的沉积机理和腐蚀机理两个方面对其进行了系统的探讨。
镀锌层硅酸盐及有机硅钝化研究进展邓碧鑫;张金生;毛祖国;史志民;史晗;张德忠【摘要】六价铬污染环境,危害人体,因此,亟需一种新的镀锌钝化工艺取而代之.硅酸盐及有机硅钝化,具有对环境污染小、使用成本低等特点.利用电沉积技术在镀锌层表面沉积硅酸盐矿物层,可以解决传统钝化膜膜层薄的缺陷.硅酸盐矿物层具有附着力高、致密、耐蚀性好、硬度高及工艺流程简单等优点.进一步提高此类钝化膜的耐蚀性能、优化工艺流程将是研究方向.【期刊名称】《电镀与精饰》【年(卷),期】2016(038)007【总页数】6页(P12-17)【关键词】镀锌层;硅酸盐;硅烷;电沉积;耐蚀性【作者】邓碧鑫;张金生;毛祖国;史志民;史晗;张德忠【作者单位】武汉材料保护研究所,湖北武汉430030;武汉纺织大学,湖北武汉430000;武汉材料保护研究所,湖北武汉430030;马鞍山鼎泰稀土新材料股份有限公司,安徽马鞍山243000;马鞍山鼎泰稀土新材料股份有限公司,安徽马鞍山243000;武汉材料保护研究所,湖北武汉430030【正文语种】中文【中图分类】TG174.44锌镀层作为一种常用的防腐镀层,可以防止基体材料生锈、增加美观、延长钢铁寿命和节约资源。
但是,在潮湿的环境下锌镀层易发生腐蚀,产生白锈,从而影响其外观和防护性能。
为了提高锌镀层的耐蚀性能,通常需要对镀锌层进行钝化处理。
铬酸盐转化膜拥有较好的耐蚀性能,被广泛应用。
然而,六价铬对人体有害,污染环境,其应用受到了限制。
虽然,三价铬因低毒而用于取代Cr(Ⅵ),但由于其不稳定,在一定条件下易转化为Cr(Ⅵ)[1-2]。
因此,环境友好型的无铬钝化工艺就受到极大关注。
目前,无铬钝化主要包括无机钝化、有机钝化以及无机-有机复合钝化三大类。
近年来,许多研究人员对硅烷和硅酸盐钝化工艺进行了探讨和实验[3]。
硅酸盐、有机硅钝化膜具有膜层致密、硬度高、生产成本低、使用方便及对环境无污染等突出特点[4]。
无氰镀锌技术的发展和工业应用的现状摘要:在钢材生产中,镀锌是一种重要的防护材料。
在航空航天、汽车、石油化工等工业领域,其防腐蚀性能优良,无氰镀锌是一种比较有代表性的镀层技术,已被广泛地用于各种工业生产中。
由于在镀锌液中使用了含高毒性的氰化盐,使得镀锌液中的排放极易引起周边环境的严重污染。
关键词:无氰镀锌;发展现状;工业应用引言在我国,每年有10%左右的钢铁被腐蚀。
为了对钢材及其零件起到保护作用,延长钢材的使用寿命,经常对钢材进行电镀。
镀层主要是为了保护钢制品不受腐蚀,增强钢制品的耐蚀性,延长其使用寿命,增强其装饰效果。
镀锌层不仅具有单纯的机械防护功能,而且具有电化学防护功能。
甚至在镀锌不完全的情况下,也能起到这种效果。
镀层的抗腐蚀性能与镀层表面的抗腐蚀性能密切相关。
镀层经钝化处理后,其抗腐蚀能力一般可增加8-20倍。
近几年来,随着镀锌光亮剂的提高,三价铬高耐腐蚀钝化技术的发展与应用,镀层的表面质量大大提高,同时也兼具了保护与装饰的属性。
一、无氰镀锌理论分析电镀锌是使工件表面得到一层锌膜的工艺。
电解电镀是利用直流电场,在镀液中形成阴阳极回路,使镀液中的金属离子在镀液中沉淀到镀层的过程。
以锌为基础的无氰电镀技术,主要作用是起到镀层助剂的作用。
碱性锌镀层具有良好的结晶度和光泽度,且电镀溶液对设备腐蚀小,废水易于处理。
碱性镀锌的基本原理为:在锌液中,氧化锌与氢氧化钠在溶液中生成复合物四羟基锌离子。
氢氧化钠是一种作为锌离子配位试剂的电解质,具有一定的导电性和活化能力。
在水相中,以单根钠-锌配合物的形式出现,四氢-锌配合物的稳定性很差。
在碱性条件下,四羟基锌络合物的稳定性能得到了显著的提高,同时,镀液的阴极极化也得到了明显的改善,镀层的晶粒变得更加细小。
结果表明,四羟基锌络合物的用量可由不同的氧化锌和氢氧化钠的配比来控制。
氢氧化钠对锌的配位作用比氰化钠差了一个量级,对不同种类的金属离子没有配位作用。
另外,在氢氧化钠的作用下,氰化钠可以活化阴极表面。
镀锌板复合无铬钝化及其性能研究
席平;姚宇涵;王文峰
【期刊名称】《高速铁路新材料》
【年(卷),期】2022(1)6
【摘要】以复合硅烷偶联剂、钼酸铵、单宁酸和纳米硅溶胶制作无铬钝化剂,镀锌钢板作为母材,在镀锌板表面制备了无铬钝化膜。
利用扫描电子显微镜、能谱仪、X 射线光电能谱仪和X射线衍射仪研究钝化后镀锌板表面的形态特征、元素分布和价态。
利用电化学工作站和磨粒磨损机,分别探讨了无铬钝化后镀锌板的耐腐蚀性能及耐磨性能。
结果表明:经过无铬钝化后的镀锌板表面形成了致密的钝化膜。
采用三电极体系,在扫描速率为0.2 m/s时,无铬钝化后的镀锌板的自腐蚀电位为-881 mV,相位角为85°,具有良好的抗腐蚀性能。
当磨粒磨损机转盘转速为0.5 m/s、载荷为20 N时,磨损量为4.85 mg,具有良好的耐磨特性。
【总页数】5页(P36-40)
【作者】席平;姚宇涵;王文峰
【作者单位】中国铁路兰州局集团有限公司工务部;中国铁建高新装备股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U269.32;TQ153.15
【相关文献】
1.无铬钝化热镀锌板耐腐蚀性能影响因素探讨
2.镀锌板无铬钝化技术研究进展
3.热镀锌板双硅烷无铬钝化膜性能的研究
4.热镀锌板无铬钝化技术研究进展
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