鋁合金鈰鹽硅氧烷轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性及超疏水性研究.pdf

1、為了提高鋁合金的耐蝕性，鋁合金表面處理技術(shù)顯得尤為重要。傳統(tǒng)的鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜由于環(huán)保限制而逐步禁用，稀土轉(zhuǎn)化膜和硅氧烷膜等環(huán)境友好的轉(zhuǎn)化膜工藝正在快速發(fā)展，并有望替代鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜。本文采用鈰鹽/硅氧烷順序沉積法，制備出性能優(yōu)于現(xiàn)有同步摻雜法的復(fù)合膜，并在保證耐蝕性的條件下制備出超疏水膜，滿足了苛刻環(huán)境對鋁合金表面工藝提出的新要求。
　　本文采用3D顯微鏡、SEM、EDX等形貌觀測方法，以及腐蝕電位、電化學(xué)阻抗（EIS）、電化學(xué)噪聲（

2、ECN）等電化學(xué)測試技術(shù)，探討了6063鋁合金在3％NaCl中的局部腐蝕規(guī)律。發(fā)現(xiàn)6063鋁合金主要發(fā)生以點蝕為代表的局部腐蝕，其中Mg2Si、AlFeSi等金屬間化合物作為點蝕引發(fā)源。在試樣浸入溶液的前20h內(nèi)蝕點基本得到穩(wěn)定化，隨著孔內(nèi)陰極相的暴露，自腐蝕電位略微正移。后期由于孔內(nèi)陰極相的剝離，導(dǎo)致蝕孔生長的驅(qū)動力下降，蝕孔擴展速率下降。電化學(xué)噪聲監(jiān)測表明：此時電位噪聲曲線中出現(xiàn)較多的負向跳變瞬態(tài)峰。
　　本文還探討了 CeC

3、l3濃度、H2O2濃度和沉積時間等因素對鈰鹽轉(zhuǎn)化膜耐蝕性能的影響，并優(yōu)化了膜的制備工藝。極化曲線和交流阻抗測試表明：在腐蝕初期鈰鹽轉(zhuǎn)化膜有一定的防護效果，但在3% NaCl中浸泡一個星期后，表面即會出現(xiàn)大量點蝕坑，說明鈰鹽轉(zhuǎn)化膜的長期耐蝕性有限。
　　通過優(yōu)化鈰鹽摻雜硅氧烷復(fù)合膜的制備工藝，在鋁合金表面上制備出耐蝕性能較好的鈰鹽/硅氧烷復(fù)合膜。電化學(xué)測試與微觀形貌分析表明：鈰鹽的加入雖然能抑制膜下鋁合金基體的點蝕形核速率，但卻降低

4、了硅氧烷膜層的電阻，破壞了其物理隔絕性能。為了發(fā)揮鈰鹽和硅氧烷各自的優(yōu)點，本文提出了采用鈰鹽/硅氧烷順序沉積法制備復(fù)合膜，并與現(xiàn)有的鈰鹽摻雜硅氧烷法以及先硅氧烷后鈰鹽法制備的復(fù)合膜進行對比，發(fā)現(xiàn)順序沉積法制備的復(fù)合膜極化電阻高達2.16×107Ω，較摻雜法和硅氧烷/鈰鹽法明顯提高，這是因為鈰鹽/硅氧烷順序沉積法中，優(yōu)先沉積的鈰鹽膜能增強鋁基體與硅氧烷的結(jié)合，同時由于外層硅氧烷膜的包裹，由離子遷移造成的膜層破壞及鈰鹽的溶出損失也受到了抑制