《表面处理》PPT课件

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1、表面处理邓本金2011年3月24日表面处理的内容AA涂层的附着力和基材的污染物BB表面处理的方法CC磨料和表面粗糙度DD表面处理的有关标准AA涂层的附着力和基材的污染物--涂层与钢板的结合方式一.涂层与钢板的结合方式:1.化学键结合2.极性结合机械附着a）避免移滑b）增加表面积涂层与钢板的结合方式化学键结合这是最强的结合形式，涂料的化学基团在界面与基材表面的活性基团反应，形成一个化学结合。如无机硅酸锌涂料的硅酸盐母体中的氧与基材中的铁的结合。OOOlllZnZnZnlllOOOlllSi-O-Si-O-Si-O-Si-O-Si｝lllOOOlllFeFeFe无机硅酸锌OFe极性结合这是另一种结

2、合形式，是一种通过涂料中带有正电荷的分子和带有负电荷的基材互相吸引产生的结合。基材带负电荷O-O-O-H+H+H+———钢板涂层与钢板的结合方式涂层与钢板的结合方式化学键结合和极性结合的二个要点:1.都需要涂料和基材有效紧密地接触这种接触的距离必须小于三倍的氧原子直径。所以，为了得到良好的结合，涂料必须彻底地“湿润”基材表面；任何停留在涂层和基材表面的污染物明显地会影响涂层的附着力。2.涂料本身能与污染物化学结合然而极大多数污染物是松散地结合在基材上的。因此，如果污染物从基材上掉下来，涂装失败将是必然发生的。涂层与钢板的结合方式机械结合/附着机械结合/附着的强弱是与基材表面的物理粗糙和轮廓相关

3、联的。a）避免移滑粗糙度产生的摩擦力帮助涂层附着在表面上。这对于厚浆或内聚力较小的涂料尤为重要。满足船舶涂料的粗糙度一般为50–75微米（厚浆无溶剂涂料要求在100微米左右）。b）增加表面积拉毛表面来制造粗糙度可以得到2或3倍的表面积。AA涂层的附着力和基材的污染物--基材的污染物二、基材的污染物1.氧化皮2.锈污染3.盐污染4.油/脂污染5.水和潮气污染6.灰尘和磨料污染7.钢结构的缺陷基材的污染物--氧化皮氧化皮：氧化皮是在轧钢厂中形成，当炉中的氧气与热金属结合时会在钢板表面形成氧化物。1)构成:表层是Fe2O3,中层是Fe3O4,紧贴金属表面的是FeO,最后是一个混合金属氧化物层，为Fe

4、O+Fe的联结,也就是这一层是冲砂工人觉得最难去除的一层，问题往往就出在这里，然而，可以通过彻底的喷砂来去除它。2)Fe2O3在化学上是稳定的，而FeO在水和氧的作用下很容易水解成铁的氢氧化物。3)氧化皮表面看似完整，实际却存在无数缝隙，水解作用和腐蚀就会从缝隙开始，腐蚀产物会引起氧化皮表层的应力，从而引起氧化皮的剥落。4)温度的变化，机械作用等物理因素也会使氧化皮翘起或剥落。5)氧化皮的电极电位比铁本身要正0.15-0.20v，在腐蚀性介质中，要促进铁作为阳极而腐蚀。因此，涂装前必须彻底清除氧化皮!!基材的污染物--氧化皮氧化皮示意图（氧化皮厚度可达250微米）基材的污染物--氧化皮氧化皮与

5、钢铁之间的腐蚀电池—腐蚀四要素阴极电解液阳极钢板基材的污染物--锈污染2.锈污染a）首先铁锈是一种疏松的物质，它会影响涂层和钢板之间的附着力；b）其次经海水或大气氢氧化合的氧化铁含有可溶性的硫酸盐和氯化钠；c）锈和铁之间的电位差会引起铁的电化学腐蚀。基材的污染物--盐污染3.盐污染引起最大污染和锈蚀问题是硫酸盐和氯化钠。硫化物来源于污染的工业环境；氯化物来源于海洋。钢铁表面的氯化铁和水形成一种可溶性的二价氯化铁，它不仅是一导电体帮助产生电化学腐蚀，同时它自己也强烈地腐蚀钢板的表面。基材的污染物--油脂污染4.油脂污染大多数有机涂料的表面自由能或表面张力性能都相当低，所以’湿润’表面自由能高很多

6、的金属和金属氧化物表面不成问题。不幸的是，油污染将金属表面的自由能降低到大多数涂料的能量以下。这意味着涂料不能取代油来”湿润”表面。传统的、低性能的涂料，如油基红丹涂料，具有比现代涂料更低的表面能，有可能会附着在油污染物表面上。但是使用高性能的涂料，就必须按照规定的程序去油。基材的污染物--水和潮气污染5.水和潮气污染虽然有能够吸收少量水进入涂料自身组织的耐潮气涂料，但它们是特例。对于大多数涂料，水或湿气污染物会在涂层和基材之间形成一个不可融合层或屏障层来阻止它们俩之间的粘合。--相对湿度<=85%--底材温度大于露点3ºC基材的污染物--灰尘和磨料污染6.灰尘和磨料污染这种污染会影响涂层和钢

7、板之间的结合力。另外，砂粒的存在会使实际的漆膜厚度降低。在10倍放大镜下能观察到的微粒:直径<50微米(0.05mm)。在肉眼下刚好能观察到的微粒:直径在50–100微米(0.05-0.1mm)。在肉眼下能清楚地观察到的微粒:直径为100-500微米(0.1-0.5mm)。如涂层=500微米如尘埃直径=500微米实际的漆膜厚度=500–500=0微米基材的污染物--钢结构的缺陷7.钢结构的缺陷为了