【摘 要】
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镀锌是提高钢铁耐腐蚀能力的有效途径之一,已广泛应用于船舶、交通、电力、机械、家电等领域,但在潮湿环境下,镀锌板易产生白色或暗灰色的腐蚀产物。铬酸盐钝化工艺在钝化领
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镀锌是提高钢铁耐腐蚀能力的有效途径之一,已广泛应用于船舶、交通、电力、机械、家电等领域,但在潮湿环境下,镀锌板易产生白色或暗灰色的腐蚀产物。铬酸盐钝化工艺在钝化领域占有主要地位,但六价铬有毒。随着人们环保意识的加强及欧盟RoSH指令的实施,研究无毒、经济、性能良好的钝化剂已经成为了一种趋势。本文通过正交实验、单因素实验和空白对照实验确定钝化剂的配方和工艺条件；通过电化学实验、中性盐雾实验、CuSO4和Pb(Ac)2点滴实验评价钝化膜的耐腐蚀性能；通过附着力实验分析钝化膜的重涂性能；通过扫描电镜(SEM)观察钝化膜的微观形貌,探究其与耐腐蚀性之间的关系；通过X射线能谱仪(XRD)、X光电子能谱(XPS)分析钝化膜的成分及组成。通过SEM、EDS、XRD和XPS对某公司镀锌板的一些列钝化剂进行微观形貌评价及成膜机理探究。本文通过实验确定无铬钝化液的初步配方为：钼酸钠6.5g/L、钨酸钠6g/L、柠檬酸5g/L、植酸6g/L、硅酸钠6g/L、单宁酸3g/L、双氧水10g/L、磷酸20g/L。钝化膜最佳制备工艺条件：温度220℃,烘烤时间20s。采用棒涂方式将钝化剂涂覆于镀锌板表面,经烘烤固化后在锌层表面形成一层致密的钝化膜。中性盐雾实验结果表明,经连续60h中性盐雾实验,钝化板的腐蚀面积小于5%；点滴实验结果显示,镀锌板经钝化后耐腐蚀能力增强；附着力测试结果显示钝化板的重涂性能为一级；Tafel曲线与EIS谱分析显示,钝化膜有效抑制阳极反应,提高了钝化膜的腐蚀能力。对某公司镀锌板的钝化剂进行评价,SEM分析表明钝化膜表面的平整度与其耐蚀性能无直接关系；EDS分析结果表明,各种钝化膜包含的主要元素种类大致相同,含量不同,且钝化膜各种元素在镀锌板分布均匀。XRD分析法不适用于棒涂钝化工艺中钝化膜成分分析。XPS分析结果表明钝化膜主要成分为有机化合物及SiO2, ZnCO3, Zn, ZnO等,且具有优良耐腐蚀性能的钝化膜具有相似的图谱。有机大分子构成钝化膜的主要骨架,硅酸盐等吸附于立体骨架结构中,形成一层致密的钝化膜,起到抑制锌层阳极反应的作用。
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