金属基溶胶凝胶膜层修复的研究论文

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1、摘要金属基溶胶．凝胶膜层的修复研究无机化学专业硕士研究生王韶音指导教师李青教授摘要金属腐蚀已成为当前国民经济中急需解决的问题之一。在众多的表面处理工艺中，溶胶．凝胶技术潜力巨大。但是由于溶胶一凝胶膜层遭到破坏后缺乏自修复的功能，故溶胶．凝胶膜层的修复研究是目前科研工作重心所在之一。本文在综述了溶胶．凝胶膜层研究进展的基础上，采用腐蚀研究领域中的代表性金属材料镁合金作为基材，研究了硝酸根阴离子和水滑石颗粒对溶胶．凝胶／镁合金体系的缓蚀修复作用及机理。利用电化学阻抗谱测试(EIS)、动电位极化测试、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FT_

2、IR)、综合热分析等多种检测手段，对修复效果及机理进行测评和推断。硝酸盐类缓蚀剂在溶胶．凝胶膜层上应用研究已相当广泛，但其机理大多归因于硝酸盐中阳离子的修复作用。其中的阳离子在腐蚀环境中生成不溶或者难溶性盐沉积在缺陷处，修复膜层以延长其保护效应。然而，硝酸盐中阴离子的作用却被忽略。文本首次探索了氯离子环境中硝酸根对溶胶．凝胶／镁合金体系的影响并验证了其缓蚀修复作用，并得出硝酸根与氯离子浓度最佳修复效果的摩尔比约为4×10五。此外，文中对硝酸根的修复机理也进行了初步探索。随着镁合金等材料在循环水体系中的应用越来越普遍，在电解质中添加缓蚀剂也是修

3、复溶胶．凝胶膜层的一种有效方法。本文采用正硅酸乙酯和Y一(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷作为前驱体制备溶胶一凝胶膜层，硝酸钠作为缓蚀剂添加到电解质中，研究硝酸根离子对溶胶．凝胶／镁合金体系的修复作用，为开发廉价高效缓蚀剂提供指导。在研究电解质中阴离子对膜层作用的基础上，为了扩大溶胶．凝胶膜层的应用范围，本文设计并实现了一种自修复溶胶一凝胶膜层。利用膜层中添加的水滑石颗粒的阴离子交换作用实现自修复功能，并对其修复机理进行设想和论证。长期浸泡测试结果表明膜层中水滑石颗粒的最佳添加量为10叭．％。通过x射线衍射和扫面电子显微镜观察验证设想：此种膜层

4、的自修复功能是通过膜层中添加的水滑石颗粒的阴离子交换作用实现的。夭钥E例：镁合金溶J投I_凝胶修复硝酸根水滑石Healingofanti．corrosions01．gelcoatingsonmetalanda110vsInorganicChemist巧MasterPostgraduate：ShaoyinW撕gSupervisor：ProfessorQingLiABSTRACTSol-gel-baSedcoatingse)出ibit11ighpotentialit)rt0be雒aIlaltematiVetotoxicchromatecoatin

5、gsforsurfkepre-treatⅡ1entofmetals肌da110ys．HoweVer'硒s00naSevensmalldefectS印pearinthecoating，thecoatingc踟otstopthedeVelopmentofcorrosionprocess．ThispaperbaSedontheresearchprogressofthesoI-geltechnolog)，，studiedthehealinge虢ctsofnitrate锄dhydrotalcite(HT)powderonsol—gel／magnesi啪

6、systemarIdtheiIlllibitingmechanism．E1ectrochemicalimpedancespectroscopy(EIS)，d)，11amicpotentialpolarizationtest，锄dscanningelectronmicroscopy(SEM)，Fourierinf．raredspectrometry，me瑚alanalysiswereusedtodetecttheefrectS，and廿Iehealingmechanism．Nitrates硒inhibitorsforcormsionpmtect

7、ionsystemshaVebeenwidelyinVestigated．However，thee虢ctofN03‘onco玎0sioninhibitionisusuaJlyignored．Herein，wereportthee仃ectsofN03。inNaClsolutiononcorrosionprotectionofAZ9lDmagnesiumalloycoatedwithsilanefilms．TheiIlllibitionef!ficiencyofN03。w嬲detenllinedbyelectrochemicalteSts．Sca

8、llningelec仃onmicrocopyw弱usedt0exaIIlinemesu吨赡emo叩hologyofspecimen．TheresultSshowed