碳鋼表面納米TiO-,2-復(fù)合膜的制備及耐蝕性能研究.pdf

1、二氧化鈦薄膜利用光電化學(xué)特性作為非犧牲型陽(yáng)極對(duì)金屬進(jìn)行光生陰極保護(hù)，是一個(gè)很有前景的研究方向。目前，在Cu、不銹鋼、玻璃等材料上的研究較多，而對(duì)使用量最大的碳鋼研究則較少。因此系統(tǒng)地研究二氧化鈦薄膜在碳鋼表面的防腐蝕性能有著非常重要的意義。
　　 本論文在碳鋼表面制備納米TiO2復(fù)合膜，研究了制備工藝條件的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征并重點(diǎn)研究了其耐蝕性能。采用化學(xué)鍍鎳磷作為中間過(guò)渡層來(lái)解決二氧化鈦與碳鋼基體的結(jié)合力問(wèn)題。先利用

2、化學(xué)鍍?cè)赒235碳鋼試片上制備出一層均勻光亮的鎳磷層，然后通過(guò)溶膠凝膠法和浸漬提拉法在其上制備納米TiO2膜，形成納米TiO2復(fù)合膜。主要得出以下結(jié)論:
　　 首先，對(duì)化學(xué)鍍鎳磷的工藝進(jìn)行研究。對(duì)Q235碳鋼進(jìn)行前處理，以硫酸鎳為主鹽，次磷酸鈉為還原劑，采用單因素法分析溫度、PH對(duì)鍍速和鍍層性能的影響，結(jié)果表明:隨著溫度的升高，沉積速度不斷增大，但超過(guò)一定溫度鍍液分解，溫度升高，鍍層的磷含量降低，pH值越低，鍍層磷含量越高。綜合

3、鍍速和磷含量，鍍液溫度確定為86±2℃，pH值4.4～5.0。然后利用正交試驗(yàn)優(yōu)化工藝確定鍍液的組成，得到醋酸鈉12g/L，檸檬酸:乳酸=10:25(質(zhì)量比)，施鍍時(shí)間為60min。對(duì)碳鋼表面的鎳磷鍍層進(jìn)行SEM、EDS和XRD表征表明:鍍層完整、均勻、結(jié)合力好、孔隙少，鍍層厚度為16.594μm。磷含量為8.65％(w)，為非晶態(tài)，耐蝕性能較好。
　　 然后，在鍍完鎳磷層的試片上采用溶膠凝膠法制備納米TiO2薄膜。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)

4、優(yōu)化溶膠組成后浸漬提拉成膜，得到溶膠的的各組分的摩爾比:Ti(OBU)4:EtOH:AcAc:H2O:HNO3=1:18:0.8:2:0.3，溶膠的總體積約為153ml。對(duì)薄膜進(jìn)行SEM、XRD表征，結(jié)果表明鍍有鎳磷中問(wèn)層的Q235碳鋼上制備的納米TiO2膜是連續(xù)的、完整的、沒(méi)有裂紋。提拉3次得到的薄膜消除了龜裂缺陷，結(jié)合良好。以2mm/s的速率拉提，首次成膜98nm左右，熱處理溫度宜控制在450～500℃，是納米TiO2從銳鈦礦向金紅