目前,最常用的兩種金屬表面處理方法分別是鉻酸鹽的鈍化和磷酸鹽的轉(zhuǎn)化,但這兩種方法都存在嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題,鉻酸鈍化中的六價(jià)鉻離子具有較強(qiáng)的致癌性,嚴(yán)重危害人體健康,而磷酸鹽轉(zhuǎn)化中的廢水及廢渣對(duì)水體污染嚴(yán)重,導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化。隨著人們對(duì)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),環(huán)境友好型表面處理技術(shù)逐漸受到人們的青睞,其中金屬表面硅烷化處理由于所用試劑合成簡(jiǎn)單、對(duì)環(huán)境友好而成為新技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一為了制備以硅烷為主體的鈍化膜,本論文研究了甲基三乙氧基硅烷(醇基硅烷)和γ-氨丙基三乙氧基硅烷(水基硅烷)兩種不同的金屬表面處理劑,采用化學(xué)浸涂的方式處理碳鋼基體。實(shí)驗(yàn)中根據(jù)正交試驗(yàn)確定了兩種硅烷溶液的最佳配方。利用電化學(xué)Tafel極化曲線對(duì)制備出的硅烷膜進(jìn)行耐蝕性能的檢測(cè),確定出了兩種硅烷膜的固化溫度和固化時(shí)間。采用硫酸銅點(diǎn)滴法、電化學(xué)極化曲線和鹽霧試驗(yàn)對(duì)各單硅烷膜的耐蝕性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：在短時(shí)間內(nèi),兩種硅烷膜對(duì)碳鋼基體都有較好的保護(hù)效果,且醇基硅烷膜效果強(qiáng)于水基硅烷膜。但是隨著時(shí)間的延長(zhǎng),單硅烷膜的耐蝕性能就急劇降低,達(dá)不到長(zhǎng)期的防護(hù)作用。利用橢圓偏振膜厚儀測(cè)得各硅烷膜的膜厚,視頻接觸角測(cè)出硅烷膜的接觸角,電鏡掃描表征了硅烷膜的表面形貌。結(jié)果表明：兩種硅烷都能在碳鋼表面形成比較完整的膜,但是膜厚較小,且膜的均勻性和致密性都較差。由試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),單一的硅烷膜對(duì)碳鋼起不到長(zhǎng)期的保護(hù)作用,從腐蝕的特征發(fā)現(xiàn),他們具有互補(bǔ)的優(yōu)缺點(diǎn),于是將二者進(jìn)行復(fù)合,使形成更加均勻致密的復(fù)合硅烷膜。復(fù)合后的γ-APS/MTES硅烷膜耐CuSO4點(diǎn)滴時(shí)間為126min,相對(duì)單一的硅烷膜而言時(shí)間增加了100min,復(fù)合后的METS/y-APS硅烷膜的耐蝕時(shí)間只有10min,和單一的硅烷膜時(shí)間相當(dāng),耐蝕性能沒(méi)得到改善。鹽霧試驗(yàn)得到相同的試驗(yàn)結(jié)果。由SEM圖發(fā)現(xiàn)復(fù)合膜γ-APS/MTES的平整度、均勻性和致密性都有所提高,再結(jié)合鹽霧圖以及膜厚數(shù)據(jù)推測(cè)了復(fù)合硅烷膜的成膜機(jī)理：MTES先填充在γ-APS硅烷膜中,然后在其膜的表面發(fā)生自交聯(lián)反應(yīng)沉積在其表面上�；谏厦鎻�(fù)合的思想以及稀土鹽的優(yōu)點(diǎn),本實(shí)驗(yàn)開(kāi)始研究鈰鹽與硅烷的復(fù)合。通過(guò)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)得到鈍化工藝的最佳參數(shù)：Ce(NO3)330g/L、H2O230ml/L、pH值2、固化溫度140℃、固化時(shí)間120min。硫酸銅點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果顯示鈰鹽鈍化膜對(duì)碳鋼也能起到一定的保護(hù)作用,耐紅時(shí)間可達(dá)44min。經(jīng)過(guò)硅烷封閉后的鈍化膜耐蝕性能更好,鈰鹽/γ-APS鈍化膜的耐蝕時(shí)間可達(dá)168min,鈰鹽/MTES鈍化膜耐紅時(shí)間更長(zhǎng),可長(zhǎng)達(dá)345min。由鹽霧宏觀圖和SEM微觀圖推測(cè)了復(fù)合硅烷膜的成膜機(jī)理：硅烷首先填充在鈰鹽鈍化膜的空隙和裂紋中,然后發(fā)生自身交聯(lián)反應(yīng)沉積在膜的表面。
