納米粒子摻雜硅烷薄膜的電化學輔助沉積及其防護性能.pdf

1、鉻酸鹽鈍化和磷酸鹽轉化處理是兩種最常用的金屬表面預處理方法，但六價鉻離子(Cr6—)是一種強致癌物質，而磷酸鹽則會導致水體富營養(yǎng)化。隨著人們環(huán)保意識的增強，環(huán)境友好型表面預處理技術逐漸成為研究的熱點，其中金屬表面硅烷化預處理由于所用試劑合成簡單并且對環(huán)境友好更成為新技術中的亮點。但由于硅烷膜自身厚度很小(一般認為在幾十到幾百納米間)，并且機械強度和耐磨蝕性不夠，最終限制了其防護性能的發(fā)揮。本文采用將電化學輔助沉積技術與摻雜納米粒子結合的

2、方法制備新型復合硅烷膜，增加了硅烷膜的致密性和厚度，提高了硅烷膜與金屬基體間的結合力，從而提高了硅烷膜的腐蝕防護性能。這為提高硅烷膜的腐蝕防護性能，擴大其在金屬防腐蝕領域的應用提供了一條新思路。主要研究工作包括：
　　 (1)電沉積與摻雜納米TiO2結合行進硅烷膜改性
　　 采用陰極電沉積技術將摻雜納米TiO2的長鏈硅烷十二烷基三甲氧基硅烷(DTMS)電沉積在AA2024—T3鋁板表面。采用掃描電鏡SEM、原子力顯微鏡A

3、FM、紅外光譜FTIR、橢偏厚度測試及接觸角測試對復合硅烷膜進行了一系列的物理表征，并利用電化學阻抗譜測試(EIS)對硅烷膜的耐蝕性進行了評價。結果表明電沉積制備的摻雜納米TiO2的硅烷膜在均勻性、覆蓋度、致密度、厚度、粗糙度及疏水性等方面均有提高，這也就使得硅烷膜的耐蝕性得到了顯著提高。同時發(fā)現，電沉積硅烷膜存在一個最佳沉積電位—0.8V，且納米TiO2摻雜存在一個最佳摻雜量100mg/L，而當這兩個條件同時滿足時所得硅烷膜的腐蝕防護

4、性能最好。
　　 (2)電沉積與摻雜納米Al2O3結合行進硅烷膜改性
　　 一般認為BTSE等無官能團硅烷膜對金屬的保護效果較好，因此為了進一步增強BTSE的防護效果，嘗試采用將納米Al2O3摻雜到預水解過的BTSE中，并結合陰極電沉積技術得到復合BTSE硅烷膜。除了進行常見的SEM、FTIR等物理表征外，還進行了電化學阻抗測試(EIS)。發(fā)現在一定的陰極電位下摻雜一定量的納米Al2O3可顯著提高硅烷膜的致密度和耐腐蝕性