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镁锂合金表面硅烷改性及其腐蚀与防护研究

作　者: 宋莹莹
导　师: 王艳力
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 应用化学
关键词: 镁锂合金 硅烷 改性 环氧树脂
分类号: TG174
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


本论文首先利用改性后的硅烷对镁锂合金表面进行预处理，并研究改性后镁锂合金的耐腐蚀性能，再通过表面涂覆环氧树脂，考察硅烷预处理后对镁锂合金表面的有机涂层耐蚀性能的影响。将镁锂合金浸渍在3.5%NaCl溶液中，利用漫反射红外光谱（DRIFT）与扫描电子显微镜（SEM）、电化学阻抗（EIS）和动电位极化（Tafel）等手段对膜层的结构、表面形貌、性能及耐蚀机理进行详细的研究与讨论。主要研究内容如下：1、采用浸渍涂层法在镁锂合金表面制备乙烯基三乙氧基硅烷（KH-151）有机膜，考察了硅烷浓度、水解时间对硅烷膜性能的影响。另外考察了不同浓度的ZrO2、CeO2和Ce（NO3）3对KH-151硅烷膜性能的影响。电化学结果表明，经KH-151改性预处理后，镁锂合金显示了良好的耐蚀性能。其中，KH-151经500ppm的ZrO2、150ppm的CeO2或500ppm的Ce（NO3）3改性后，膜层的耐蚀性能得到很大的改善。KH-151溶液经Ce（NO3）3改性后，所得到的硅烷膜与其他的硅烷膜相比，膜层更均匀致密。2、采用浸渍涂层法在镁锂合金表面制备双-（3-（三乙氧基硅烷）丙基）四硫化物（KH-69）有机硅烷膜，考察了固化温度对膜层性能的影响。另外考察了不同浓度的ZrO2、CeO2或Ce（NO3）3对KH-69硅烷膜性能的影响。KH-69溶液分别经ZrO2或Ce（NO3）3改性后，所得到的硅烷膜较其他改性方式相比，膜层更均匀致密；当KH-69溶液中掺杂的ZrO2、CeO2或Ce（NO3）3的浓度均为150ppm时，显著提高了膜层的耐蚀性能。这是由于添加的纳米粒子或离子作为腐蚀抑制剂，渗透到硅烷基质中，起到了积极的耐蚀防护性能。3、利用涂覆法在KH-151硅烷预处理的镁锂合金表面制备环氧树脂涂层，考察硅烷预处理对有机涂层耐蚀性的影响。未经硅烷预处理的环氧树脂涂层试样在3.5%NaCl电解液中浸泡15天后，表面开始有腐蚀发生；而经过KH-151预处理的试样，在浸泡38天后才由于少量溶液进入涂层/基底界面而发生局部点蚀，表明硅烷预处理可有效提高环氧树脂涂层的耐蚀性。DRIFT测试结果可有效证明环氧树脂涂层、硅烷以及基体间的结合机制。对阻抗结果进行电路拟合进一步证实上述结论。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-24
  1.1 镁及镁锂合金概述  10-11
  1.2 镁合金的腐蚀  11-13
  1.3 镁合金的腐蚀防护技术  13-16
    1.3.1 环境调整  13
    1.3.2 表面清洗  13-14
    1.3.3 表面调制  14
    1.3.4 金属层  14-15
    1.3.5 表面转化  15
    1.3.6 非金属涂覆层  15-16
  1.4 镁锂合金表面硅烷预处理  16-21
    1.4.1 硅烷膜的耐蚀原理  16-18
    1.4.2 硅烷膜的传统制备方法  18
    1.4.3 改进的硅烷膜制备方法  18-20
    1.4.4 金属表面硅烷化处理影响因素  20-21
  1.5 硅烷在高分子涂料中的应用  21-22
    1.5.1 硅烷预处理机理  21
    1.5.2 硅烷预处理的优点  21-22
  1.6 论文选题的目的和意义  22
  1.7 论文研究的主要内容  22-24
第2章 实验材料及表征方法  24-27
  2.1 实验试剂及实验仪器  24-25
    2.1.1 实验试剂  24-25
    2.1.2 实验仪器  25
  2.2 表征方法  25-27
    2.2.1 电化学工作站  25
    2.2.2 漫反射红外光谱（DRIFT）  25-26
    2.2.3 扫描电子显微镜（SEM）  26-27
第3章 改性硅烷膜的制备及其耐腐蚀行为研究  27-60
  3.1 引言  27
  3.2 实验方法  27-29
    3.2.1 合金表面常规预处理  27
    3.2.2 KH-151 及 KH-69 硅烷化试样的制备  27-28
    3.2.3 改性硅烷试样的制备  28-29
  3.3 改性 KH-151 硅烷膜的耐蚀性研究  29-43
    3.3.1 结构表征  29-30
    3.3.2 形貌表征  30-31
    3.3.3 电化学分析  31-43
  3.4 改性 KH-69 硅烷膜的耐蚀性研究  43-56
    3.4.1 结构表征  43-44
    3.4.2 形貌表征  44-45
    3.4.3 电化学分析  45-56
  3.5 硅烷膜的耐腐蚀机理  56-59
  3.6 本章小结  59-60
第4章 硅烷化环氧涂层的制备及其耐腐蚀行为研究  60-73
  4.1 引言  60
  4.2 实验方法  60-61
    4.2.1 环氧树脂混合液的配制  60
    4.2.2 合金表面环氧树脂试样的制备  60-61
  4.3 环氧树脂膜层的耐蚀性研究  61-71
    4.3.1 结构表征  61-62
    4.3.2 形貌表征  62-64
    4.3.3 电化学分析  64-71
  4.4 环氧树脂膜层的耐腐蚀机理  71-72
  4.5 本章小结  72-73
结论  73-74
攻读硕士学位期间所发表论文  74-75
致谢  75-76
参考文献  76-83

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属腐蚀与保护、金属表面处理 > 腐蚀的控制与防护
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