论文部分内容阅读
有机硅烷化处理是近年来发展起来的一种新型的金属表面耐蚀处理技术。由于其具有工艺简单,环境友好,处理件的耐蚀性高等优点而受到了研究者的广泛关注。黄铜和碳钢是国民经济发展的重要材料,被广泛的应用于工业生产和人们的日常生活,但在某些环境中,存在不同程度的腐蚀。本论文采用金属表面硅烷化处理技术分别在黄铜和碳钢表面制备硅烷膜,以提高基底的耐蚀性。主要研究成果如下:(1)采用硅烷化处理工艺在黄铜表面分别制备了γ-巯基丙基三甲氧基硅烷(PropS-SH)、十二烷基三甲氧基硅烷(DTMS)、γ-氯丙基三甲氧基硅烷(CPTMS)、γ-氨丙基三甲氧基硅烷(APS)四种硅烷膜。电化学测试结果显示,PropS-SH、 DTMS、 CPTMS硅烷膜均能提高黄铜的耐蚀性,缓蚀效率的大小关系为PropS-SH>CPTMS>DTMS。借助接触角测试以及电化学分析技术研究了硅烷膜表面的吸附理论,结果表明PropS-SH和DTMS硅烷分子在黄铜表而的吸附行为遵循Langmuir吸附模型。利用FTIR、浸泡实验等手段重点研究了PropS-SH硅烷膜的耐蚀机理,指出PropS-SH溶液在黄铜的表面形成了Cu-S或Zn-S键,增强了金属和硅烷膜的结合能力,而且在3.5%(wt%)NaCl溶液的浸泡过程中,PropS-SH硅烷膜退化过程缓慢,能在相当长的时间里为黄铜基体提供较好的缓蚀作用。(2)采用硅烷化处理技术在碳钢表面制备γ-巯基丙基三甲氧基硅烷(PropS-SH)、乙烯基三甲氧基硅烷(VTES)、 γ-氨丙基三甲氧基硅烷(APS)、辛基三乙氧基硅烷(OTES)、四种不同种类的硅烷膜,电化学分析结果显示,缓蚀效率大小为:PropS-SH>VTMS>APS>OTES。借助SEM、 EDX、 FTIR等测试技术分析了PropS-SH硅烷膜的形貌、成分、结构及耐蚀机理,指出PropS-SH硅烷膜在碳钢表面形成了Fe-O-Si键,增强了金属和膜层的结合能力,提高了耐蚀性。采用电化学分析技术以及CuSO4点滴实验比较了PropS-SH硅烷膜与磷化膜的耐蚀性,在3.5%(wt%)NaCl溶液中,硅烷膜达到了与磷化膜相同的耐蚀效果oCuSO4点滴实验结果显示,硅烷膜与磷化膜耐CuSO4点滴的时间分别为96s和123s。