转化膜

稀土转化膜循环阳极极化曲线图
2014-6-16
相对环面积
各种转化膜循环阳极曲线得到的数据
2014-6-16
金相照片
SiCp/Al 表面Ce转化膜NaCl溶液浸泡前后表面形貌
2014-6-16
总结
• 利用Ce盐稀土转化膜对SiCp/Al复合材料进行的表面处理， 是一种非常有效的表面防腐手段。其方法工艺简单，对环 境无污染，具有很好的应用前景。 • 铝基复合材料表面稀土转化膜呈金黄色，耐蚀性优于传统 的化学氧化及阳极氧化。 • 铝基复合材料表面转化膜的耐蚀性可用简单的湿热试验或 盐水浸渍试验进行评价，也可用电化学的方法测量计算其 相对环面积从而进行比较。 • SiCp/Al表面3价Ce盐稀土转化膜性能略优于4价Ce盐稀土 转化膜，但两种转化膜的防腐效果都优于其他传统表面处 理方法。
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劣势： • 对人及自然的毒性、污染
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阳极氧化
定义： • 铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下，由于外 加电流的作用下，在铝制品（阳极）上形成一层氧化膜的 过程。 劣势： • 氧化膜疏松，需要进行封闭处理 • 无法应用于SiCp/Al复合材料
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稀土转化膜
• 稀土转化膜的研究目的是为了作为铬酸盐转化膜的替代物 • 优势： • 对人体及环境的危害较小 • • • • 劣势： 工艺时间长 不具备自愈能力 综合性能有待提高
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1 空白 严重腐蚀
2 化学氧化 无变化 边角腐蚀 表面腐蚀 腐蚀加重 严重腐蚀
3 阳极氧化 无变化 无变化 边角腐蚀 表面腐蚀 表面腐蚀 严重腐蚀
4 Ce3+转化膜 无变化 无变化 无变化 边角腐蚀 表面腐蚀 腐蚀加重
5 Ce4+转化膜 无变化 无变化 无变化 表面腐蚀 表面腐蚀 腐蚀加重
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参考文献
6.李红玲, 刘双枝. 金属表面无铬替代处理技术的研究进展[J]. 表面技 术, 2013, 42(2): 112-115 7.孙焕焕, 王辉. ZL101铝合金表面复合防护膜制备及膜层结构研究[J]. 沈阳理工大学学报, 2013, 32(2): 68-71 8.于兴文, 周育红, 周德瑞, 尹钟大, 崔岩. 铝金属基复合材料 Al6061/SiCp表面稀土转化膜的研究[J]. 复合材料学报, 2000, 17(2): 30-33 9.于兴文, 曹楚南. 用循环阳极极化曲线评价Al6061/SiCp复合材料表面 稀土转化膜耐腐蚀性能的研究[J]. 稀土, 2000, 21(3): 31-34 10.宫承鹏, 王昕, 刘浩泉, 卢轩. 不同添加剂对铝表面铈转化膜耐蚀性 的影响[J]. 中国稀土学报, 2011, 29(2): 212-216
2014-6-16
达克罗涂层
定义： • 将片状锌粉、片状铝粉外加还原剂、增稠剂、润湿剂等混 合制成涂料，涂覆于工件表面，然后经烘干、烧结，在工 件表面形成膜层的技术 优势： • 防腐效果良好 • 外表美观 该技术在钢铁基体上应用较多 暂无对于铝基复合材料的应用先例
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综合对比
• 综合对比四种金属表面防护技术
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稀土转化膜
• 转化膜工艺 +3价处理液 +4价处理液
Ce(NO3)3 3g/L Ce(CO3)2 促进剂 0.3g/L 促进剂 pH 5 pH 温度 30°C 温度 时间 120min 时间
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5g/L 0.5g/L 4.5 35°C 100min
稀土转化膜
(a)
X X √ X 铬酸盐转化膜 阳极氧化 稀土转化膜 达克罗涂层 剧毒 SiCp不导电 暂无应用
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SiCp/Al表面稀土转化膜
稀土转化膜
3+ Ce 转化膜
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4+ Ce 转化膜
稀土转化膜
• 前处理工艺
将Al6061/SiCp切成 25X50mm 的标准试样 砂纸打磨抛光 用丙酮擦洗表面打磨残留的粉尘 有机溶剂除油 在沸水中预处理10min。
(b)
(a)放大倍数 X400 (b)放大倍数 X800
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稀土转化膜试样的 SEM 照片
耐蚀性评价
评价方法 湿热试验 盐水浸渍 电化学评价
极化曲线
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相对环面积
湿热试验
序号
工艺 3天 10天 20天 30天
1
空白 严重腐蚀, 出现冒粉
2
化学氧化 无变化 无变化 膜褪色,出现 腐蚀点 腐蚀点增多, 面积增大
极化曲线
循环阳极极化曲线：
• 循环阳极极化曲线是研究点腐蚀的一种有效方法，阳极正 扫描极化曲线的抬头电势为击穿电势Eb。 • 由Eb可以判断点蚀发生的难易程度。
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相对环面积
“相对环面积”的计算方法：
• 相对环面积 = 环面积 / ( 电势区间 ) 2
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相对环面积
有关铝基复合材料表面 稀土转化膜的介绍
目录
• 金属表面防护的部分方法 • SiCp/Al表面稀土转化膜的研究 • 稀土转化膜耐蚀性的评价方法
• 总结
• 参考文献
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金属表面防护的部分方法
防护方法 铬酸盐转化膜 阳极氧化 稀土转化膜
达克罗涂层
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铬酸盐转化膜
优势： • 铬酸盐转化膜具有成本低、工艺简单、应用广泛的优势， 是目前技术最成熟的表面处理技术之一 • 铬酸盐转化膜具有轻微损伤自我修复的能力 • 铬酸盐转化膜的防护性能优于钼酸盐，硅酸盐的转化膜
3
阳极氧化 无变化 无变化 局部出现腐 蚀点 腐蚀继续加 重
4
Ce3+转化膜 无变化 无变化 膜褪色,边角 出现腐蚀点 表面出现白 色腐蚀点
5
Ce4+转化膜 无变化 无变化 膜褪色,边角 出现腐蚀点 表面出现白 色腐蚀点
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ຫໍສະໝຸດ Baidu 盐水浸渍
序号 工艺 1天 3天 7天 10天 14天 21天
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参考文献
1.于兴文, 周德瑞, 尹钟大, 周育红. 抑制铝金属基复合材料 Al6061/SiCp腐蚀的三价铈转化膜工艺及性能的研究[J]. 新技术新工 艺, 1998, (6): 26-27 2.于兴文, 曹楚南, 林海潮. 铝基复合材料表面四价铈转化膜的研究[J]. 电镀与精饰, 2000, 22(3): 6-9 3.于兴文, 周德瑞, 尹钟大, 周育红. 2024铝合金表面三价稀土转化膜 [J]. 中国有色金属学报, 1999, 9(1): 73-77 4.于兴文, 曹楚南, 林海潮, 尹钟大, 周德瑞. Al6061/SiCp复合材料表 面Ce转化膜腐蚀行为的研究[J]. 金属学报, 2000, 36(3): 313-318 5.于兴文, 曹楚南, 林海潮, 周育红, 周德瑞, 尹钟大. Al6061/SiCp稀 土转化膜的组成、结构及性能[J]. 物理化学学报, 2000, 16(6): 547-552