合金表面不同硅烷膜的制备和耐蚀性能研究.pdf

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1、合金表面不同硅烷膜的制备和耐蚀性能研究PreparationandStudyonCorrosionProtectionofDifferentSilaneFilmsontheSurfaceofAlloys2011年3月合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：(工作单位、职称)主席：衔月丈帕千髫技采爝檄委员：导师：彦署良银夕业大季弛乙叶㈨呷L：铷也始短身鸱∽髻敛赴独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地

2、方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，，也不包含为获得金胆王些盔堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签字：牛运峰签字日期：≥钟／年佃2三日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解佥日墨』些厶堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留井向国家有关部I’J或机构送交论文的复印什和磁盘，允许论文被布阅或借阅。本人授权金坦』些厶当L可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采_H{影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学

3、位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权二忙)学位论文者签名：牛运哆签字日期：功7辟中月2力日学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：⋯名：缘逗秀签字日期：211≯t1年华月≥上El电话：邮编：合金表面不同硅烷膜的制备和耐蚀性能研究摘要一种新兴的金属表面防护性处理工艺一一有机硅烷化处理近年来正在快速发展。金属表面使用硅烷偶联剂进行预处理具有成本低、适用范围广、绿色环保、处理件耐腐蚀性能好等优点，成为国内外科学工作者研究的热点。本文选择了丫．(2，3．环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)和3．氨丙基甲基二乙氧基硅烷(APDMS)对金属

4、表面进行处理，对这两个硅烷的水解工艺、硅烷在金属表面成膜的最佳工艺以及形成硅烷膜的金属基体的耐蚀性能做了一些研究。本文采用该方法在线检测硅烷的水解程度，对于硅烷水解液中的溶液组成、水解时间等影响因素进行了研究。测试结果可以看出：硅烷偶联剂溶解于乙醇和去离子水组成的混合溶剂中时，体系存在一个最佳的水解时间以及最佳的溶液配比。采用正交试验法研究了GPTMS硅烷在冷轧钢表面的成膜工艺，经极差分析处理以后得出该硅烷的最佳成膜工艺，并利用塔菲曲线法、稳态极化曲线法和交流阻抗法考察了冷轧钢基体在模拟海水(3．50％NaCI溶液)中的耐蚀性能，再利用单因素

5、法改进成膜工艺，同时向硅烷水解溶液中掺杂铈离子和铬离子，也使得形成了硅烷膜的冷轧钢基体的耐蚀性能进一步提高。结果表明：空白试样的自腐蚀电流密度(i。o圩)为3．904x10一A·cm～，腐蚀电流密度(J)为O．242A·em～：纯硅烷膜试样的自腐蚀电流密度为1．249x10一A·em～，腐蚀电流密度为0．149A·cm～；掺铈硅烷膜试样的的自腐蚀电流密度为1．600x10～A·cm～，腐蚀电流密度为O．022A·cm一；掺杂铈离子与铬离子硅烷膜试样的的自腐蚀电流密度为1．584x10。1A·cm～，腐蚀电流密度为9．584x10。1A·em～

6、。由此可知，在冷轧钢表面形成GPTMS硅烷膜能够很好的提高冷轧钢基体的耐蚀性能，向硅烷水解液中掺杂铈离子以及掺杂铈离子和铬离子均能够进一步提高基体的耐蚀性能，，其中双掺杂硅烷所形成的硅烷膜的耐蚀性能更为优越。采用正交试验法研究了APDMS硅烷在冷轧钢表面的成膜工艺，经极差分析处理以后得出该硅烷的最佳成膜工艺，并利用塔菲曲线法、稳态极化曲线法考察了冷轧钢基体在模拟海水(3．50％NaCl溶液)中的耐蚀性能，再利用单因素法改进成膜工艺。结果表明：空白试样的自腐蚀电流密度为3．904x10。5A·em～，腐蚀电流密度为O．242A·cm～；APDM

7、S硅烷膜试样的自腐蚀电流密度为3．747x10。1A·em～，腐蚀电流密度为3．535x10一A·em～。由此可知，APDMS硅烷膜使得冷轧钢的耐腐蚀性能得到有效的提高。对比于GPTMS硅烷在冷轧钢表面形成的硅烷膜可以发现，APDMS硅烷在冷轧钢表面的形成硅烷膜的耐腐蚀性能更好。采用正交试验法研究了GPTMS硅烷在6063铝合金表面的成膜工艺，经极差分析处理以后得出该硅烷的最佳成膜工艺，并利用塔菲曲线法、稳态极化曲线法考察了基体在模拟海水(3．50％NaCl溶液)中的耐蚀性能，再利用单因素法改进成膜工艺。结果表明：正交试验法和单因素法得到了G

8、PTMS硅烷在铝合金表面成膜的最佳工艺，该工艺下硅烷膜的自腐蚀电流密度为1．200x10qA·cm～，相比较于空白试样的自腐蚀电流密度1．794x10一A·cm-2