納米粒子摻雜硅烷薄膜的電化學(xué)輔助沉積及其防護(hù)性能.pdf

1、鉻酸鹽鈍化和磷酸鹽轉(zhuǎn)化處理是兩種最常用的金屬表面預(yù)處理方法，但六價鉻離子(Cr6—)是一種強(qiáng)致癌物質(zhì)，而磷酸鹽則會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化。隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，環(huán)境友好型表面預(yù)處理技術(shù)逐漸成為研究的熱點，其中金屬表面硅烷化預(yù)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(shù)中的亮點。但由于硅烷膜自身厚度很小(一般認(rèn)為在幾十到幾百納米間)，并且機(jī)械強(qiáng)度和耐磨蝕性不夠，最終限制了其防護(hù)性能的發(fā)揮。本文采用將電化學(xué)輔助沉積技術(shù)與摻雜納米粒子結(jié)合的

2、方法制備新型復(fù)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(jié)合力，從而提高了硅烷膜的腐蝕防護(hù)性能。這為提高硅烷膜的腐蝕防護(hù)性能，擴(kuò)大其在金屬防腐蝕領(lǐng)域的應(yīng)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(jié)合行進(jìn)硅烷膜改性
　　 采用陰極電沉積技術(shù)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(fù)合硅烷膜進(jìn)行了一系列的物理表征，并利用電化學(xué)阻抗譜測試(EIS)對硅烷膜的耐蝕性進(jìn)行了評價。結(jié)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(xiàn)，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(dāng)這兩個條件同時滿足時所得硅烷膜的腐蝕防護(hù)

4、性能最好。
　　 (2)電沉積與摻雜納米Al2O3結(jié)合行進(jìn)硅烷膜改性
　　 一般認(rèn)為BTSE等無官能團(tuán)硅烷膜對金屬的保護(hù)效果較好，因此為了進(jìn)一步增強(qiáng)BTSE的防護(hù)效果，嘗試采用將納米Al2O3摻雜到預(yù)水解過的BTSE中，并結(jié)合陰極電沉積技術(shù)得到復(fù)合BTSE硅烷膜。除了進(jìn)行常見的SEM、FTIR等物理表征外，還進(jìn)行了電化學(xué)阻抗測試(EIS)。發(fā)現(xiàn)在一定的陰極電位下?lián)诫s一定量的納米Al2O3可顯著提高硅烷膜的致密度和耐腐蝕性