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简述钼酸紫铜表面新型无铬转化膜成膜工艺与耐蚀性能

收藏本文 2024-03-15 点赞:33156 浏览:148829 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:紫铜广泛运用于制作发电机、电缆、变压器等电工器件以及管道﹑太阳能加热装置等导热器件,但在潮湿的大气环境及含氧化剂的强腐蚀介质中耐蚀性能较差,直接影响其利用寿命,在紫铜表面生成一层转化膜是一种有效的防护手段。目前,传统铬酸盐转化膜含有六价铬,对环境与人体都有危害,已被限制利用。而以苯并三氮唑为主要成膜剂的无铬转化膜对紫铜的保护效果较差,由此探讨和开发一种新型无铬转化膜具有重要作用。本论文通过在苯并三氮唑(BTA)、磺基水杨酸和柠檬酸处理液中添加钼酸钠和硝酸镧,在紫铜表面生成了一种新型无铬转化膜。通过正交试验和单因素试验探讨了溶液组分、温度、时间等对转化膜耐蚀性能的影响,确定了转化膜的最佳成膜工艺。采取浸泡腐蚀试验、失重试验和中性盐雾试验探讨了转化膜在不同腐蚀介质中的耐蚀性能。利用扫描电子显微镜(SEM)比较了转化膜腐蚀前后的微观形貌。采取极化曲线和电化学阻抗谱探讨了转化膜在不同腐蚀介质中的电化学行为,浅析了自腐蚀电流密度以及阴极、阳极极化曲线的变化。利用等效电路对电化学阻抗谱进行拟合,获得相关参数,并计算转化膜的缓蚀率。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)及X射线光电子能谱仪(XPS)对转化膜的微观形貌和元素结合能进行了表征和浅析,并初步探讨了转化膜的形成机理。由正交试验和单因素试验得到的最佳成膜工艺为:BTA12g/L,Na_2MoO_48g/L,La(NO_3)_36H_2O4g/L,C_6H_8O_710g/L,C_7H_6O_6S2H_2O4g/L,温度为50℃,时间为5min。浸泡腐蚀试验和盐雾试验表明,由最佳成膜工艺形成的转化膜对紫铜基底具有很好的保护作用;极化曲线和电化学阻抗谱结果表明,钼酸钠和硝酸镧的添加能够大幅降低转化膜的腐蚀电流,极化电阻显著增大,使得转化膜的耐蚀性能得到显著提升;FESEM和AFM结果表明,转化膜表面形貌均匀平整,结构致密;XPS浅析表明,钼酸钠和硝酸镧参与了成膜反应,改善了膜层结构。关键词:紫铜论文无铬转化膜论文钼酸钠论文硝酸镧论文耐蚀性能论文电化学性能论文

    摘要5-6

    ABSTRACT6-8

    致谢8-14

    第一章 绪论14-24

    1.1 无铬转化膜的分类15-18

    1.1.1 钼酸盐转化膜15-16

    1.1.2 稀土盐转化膜16-17

    1.1.3 锆盐、钛盐类转化膜17

    1.1.4 溶胶—凝胶类转化膜17-18

    1.1.5 植酸盐转化膜18

    1.2 紫铜无铬转化膜的探讨进展18-23

    1.2.1 BTA 转化膜18-22

    1.2.2 硅烷转化膜22-23

    1.2.3 其他转化膜23

    1.3 本课题探讨的目的和作用23-24

    第二章 实验策略和条件24-28

    2.1 实验材料24

    2.2 实验装置24

    2.3 实验流程24-25

    2.4 探讨策略25-28

    2.4.1 硝酸点滴试验25

    2.4.2 中性盐雾试验25-26

    2.4.3 浸泡腐蚀试验26

    2.4.4 电化学试验26-27

    2.4.5 表面浅析27-28

    第三章 紫铜表面无铬转化膜的成膜工艺28-35

    3.1 基础配方确定28

    3.2 正交试验28-31

    3.2.1 正交试验设计29

    3.2.2 正交试验结果与浅析29-31

    3.3 最佳成膜工艺参数的确定31-34

    3.3.1 苯并三氮唑(BTA)含量的影响31

    3.3.2 硝酸镧含量的影响31-32

    3.3.3 钼酸钠含量的影响32-33

    3.3.4 成膜时间的影响33

    3.3.5 成膜温度的影响33-34

    3.4 本章小结34-35

    第四章 紫铜表面无铬转化膜浸泡腐蚀试验和中性盐雾试验35-45

    4.1 浸泡腐蚀试验36-42

    4.1.1 NaCl 溶液浸泡腐蚀试验36-39

    4.1.2 碱性溶液浸泡腐蚀试验39-42

    4.1.3 酸性溶液浸泡腐蚀试验42

    4.2 中性盐雾试验42-44

    4.3 本章小结44-45

    第五章 紫铜表面无铬转化膜的电化学试验45-59

    5.1 极化曲线45-50

    5.1.1 试样在 NaCl 溶液中的极化曲线46-48

    5.1.2 试样在 NaOH 溶液中的极化曲线48-49

    5.1.3 试样在 HCl 溶液中的极化曲线49-50

    5.2 电化学阻抗谱50-58

    5.2.1 电化学阻抗谱原理50-52

    5.2.2 试样在 NaCl 溶液中的电化学阻抗谱52-56

    5.2.3 试样在 NaOH 溶液中的电化学阻抗谱56-57

    5.2.4 试样在 HCl 溶液中的电化学阻抗谱57-58

    5.3 本章小结58-59

    第六章 紫铜表面无铬转化膜的表面形貌和成分59-63

    6.1 转化膜的表面形貌59-60

    6.2 XPS 图谱浅析与成膜历程初步探讨60-62

    6.3 本章小结62-63

    第七章 结论63-64

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