金属表面硅烷化处理研究现状及发展趋势_袁志鹏

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金属表面处理锆化硅烷

金属表面处理锆化硅烷1. 引言1.1 金属表面处理的重要性金属表面处理是指对金属表面进行改性处理，以提高其耐腐蚀性、耐磨性、耐疲劳性和美观性等性能。

金属制品在实际使用中常常会受到氧化、腐蚀、磨损等因素的影响，严重影响其使用寿命和效果。

而金属表面处理技术可以有效地解决这些问题，保护金属制品，延长其使用寿命，提高其性能表现。

金属表面处理的重要性主要体现在以下几个方面：金属表面处理可以有效防止金属制品因腐蚀而失效，延长其使用寿命，降低维护成本；金属表面处理可以提高金属制品的外观质量，提升其市场竞争力；金属表面处理可以改善金属制品的耐磨性和耐疲劳性，提高其使用效果；金属表面处理是实现金属材料功能多样化的重要手段，满足不同领域对金属制品性能的需求。

金属表面处理技术在工业生产和日常生活中具有重要意义，对于提高金属制品的质量、性能和使用寿命起着关键作用。

随着技术的发展和不断创新，金属表面处理技术将会迎来更加广阔的发展前景。

1.2 锆化和硅烷的介绍锆化是一种常用的金属表面处理技术，通过在金属表面形成一层锆化层，能够提高金属的耐腐蚀性和耐磨损性，同时提高金属的表面硬度。

锆化技术可以应用于各种金属材料，如铝、镁、钢铁等，广泛用于航空航天、汽车制造、电子等领域。

锆化和硅烷技术都是重要的金属表面处理方法，它们能够有效提升金属材料的性能和使用寿命，为各个行业提供优质的金属制品。

在金属表面处理领域，锆化和硅烷技术的应用和研究不断深入，为金属制品的品质提升和技术创新提供了有力支持。

2. 正文2.1 金属表面处理技术概述金属表面处理技术是一种通过特定的方法使金属表面获得特定性能的工艺。

金属在使用过程中会受到各种外界因素的影响，如氧化、腐蚀和磨损等，这些都会降低金属的使用寿命。

金属表面处理技术的应用变得至关重要。

金属表面处理技术有很多种，常见的包括镀层、涂覆、氧化、硝化等。

这些处理方法可以改善金属表面的耐腐蚀性、抗磨损性、导热性等性能，从而延长金属的使用寿命。

不锈钢金属表面硅烷化处理的应用研究

不锈钢金属表面硅烷化处理的应用研究徐方流（江苏兴达钢帘线股份有限公司，江苏兴化225700）显著的环保优势是不锈钢金属表面硅烷化处理技术的主要特点，金属表面进行有机硅烷溶液处理的一个过程就是金属表面硅烷化处理的本质，为了更好的对不锈钢金属表面硅烷化处理进行应用，就需要进行详细的分析。

一、不锈钢金属表面硅烷化处理工艺的优点不锈钢金属表面利用有机硅的特殊分子结构进处理的过程就是不锈钢金属表面硅烷化处理，这种处理方式具有很多的工艺优点，主要包括以下几点。

首先，在对不锈钢金属表面进行硅烷化处理时，有害或者磷等重金属离子不会应用在其中。

其次，该表面处理的工艺比较容易控制，并且时间短、流程简单。

再次，在不锈钢金属表面硅烷化的处理过程中，不会进行加温操作，也不会有沉渣的产生，这样就能够循环使用槽液。

然后就是还能够使得基材与油漆的结合率得到提升。

最后，不锈钢金属表面硅烷化处理能够对多种基材进行共线处理，例如铝、锌以及铁等。

由于不锈钢金属表面硅烷化处理工艺的优点很多，这就使得被广泛的应用在普通工业中。

此外，在进行不锈钢金属表面硅烷化制备时，其制备工艺会谁硅烷膜性能造成很大的影响。

硅烷偶联剂水解时间、硅烷液浓度、金属基体在硅烷液的浸渍时间、硅烷液PH 值、处理后老化时间以及老化温度等都是影响不锈钢金属表面硅烷膜性能的主要影响因素。

二、不锈钢金属表面硅烷化处理的应用（一）硅烷处理技术原理。

化学官能团是硅烷分子主要含有的，并且通常其化学官能团有两种。

一种化学官能团能够个无机材料表面的羟基发生化学反应，形成共价键，例如玻璃纤维、金属氧化物、金属以及硅酸盐等。

另一种化学官能团可以与树脂发生化学反应，形成共价键。

为了能够有效的提高复合材料的性能，就可以将性质不同的两种材料进行有机的结合。

在硅烷处理技术的成膜过程中，首先先进行硅烷偶联剂的水解，水解完成之后就能够得到Si-O-Me 共价键，主要是由硅烷联合水解后得到的硅醇与金属基体表面存在的MeOH 所反应生成的。

金属材料表面处理技术的现状和未来

金属材料表面处理技术的现状和未来随着现代化生产的不断推进，金属材料表面处理技术也日益受到重视。

表面处理技术是一种将金属材料表面进行加工处理的工艺方法，主要目的是提高其耐腐蚀性、耐磨性、抗疲劳性、降低表面粗糙度等特性，以适应各种特殊工艺要求。

本文将介绍金属材料表面处理技术的现状和未来发展方向。

1. 现状金属材料表面处理技术已经走过了数十年的发展历程，伴随着科技的进步，这一领域也发生了很大的变化。

目前，金属材料表面处理技术主要包括机械加工表面处理、化学加工表面处理、热处理表面处理、电化学表面处理和物理气相沉积表面处理等技术。

（1）机械加工表面处理机械加工表面处理是通过一定的机械力量对金属材料表面进行加工处理的一种方法。

机械加工方法包括打磨、研磨、抛光、拉丝等多种类型。

这种技术的优点是操作简单、成本低廉，但是难以保证加工精度和表面平整度。

（2）化学加工表面处理化学加工表面处理是通过一定的化学方法对金属材料进行表面加工的方法。

主要包括酸洗、碱洗、电镀、化学反应沉积等技术。

化学加工表面处理能够提高材料的抗腐蚀性和精度，且成本相对较低。

但是，难以控制反应速率和方向，可能会出现质量波动，需要精准调整反应条件。

（3）热处理表面处理热处理表面处理主要是利用金属材料在一定温度下的热处理过程，从而改变材料的组织结构和性质。

常见的热处理包括加热、退火、淬火、回火等。

热处理可以改善材料的硬度、强度、韧性等性能，但是对于形状复杂的工件难以操作。

（4）电化学表面处理电化学表面处理是将金属材料放入电解质溶液中，利用电流进行表面加工的一种方法。

该技术适合处理高精度、轻薄材料，如电子、航空、汽车等工业领域。

但是电化学表面处理需要一定的专业知识，也需要注意安全。

（5）物理气相沉积表面处理物理气相沉积表面处理是一种采用物理气相沉积工艺对金属表面进行处理的方法。

物理气相沉积技术包括热喷涂、真空沉积、激光沉积等。

该技术的优点是能够给出更好的表面处理效果，但是相应的成本相对较高。

金属材料表面复合硅烷化处理的研究

・
９Ｏ・
材料导报Ａ：综述篇
２０１３年１１月（上）第２７卷第１１期
金属材料表面复合硅烷化处理的研究
石敏，王云龙Ｉ，丁宁，许育东，王雷，庞志成，顾仓，齐三，袁琳
中图分类号：ＴＧ１７８
文献标识码：Ａ
ＲｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｎＣｏｍｐｏｓｉｔｅＳｉｌａｎｉｚｉｎｇＴｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅＳｕｒｆａｃｅｏｆＭｅｔａｌｓ
（１ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ２３０００９；２ＢｅｎｇｂｕＹｕｃｈｅｎｇＮｅｗ
（１合肥工业大学材料科学与工程学院，合肥２３０００９；２安徽蚌埠市钰诚新材料科技有限公司，蚌埠２３３０００）摘要金属材料硅烷化表面处理技术具有环保、节能和操作简单等优点，使其有望完全取代目前普遍使用的
易产生环境污染的磷化处理技术。论述了应用硅烷处理技术得到的硅烷膜的成膜机理和普通的硅烷膜耐蚀性不好
ＭａｔｅｒｉａｌｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｂｅｎｇｂｕ２３３０００）

金属表面硅烷化处理的研究现状

前处理工艺，但由于磷化液中含有锌、镍、锰等重金属离子以及磷酸盐和亚硝酸Ｓｉ…０《ｅｒ ∞｝斗Ｈ０
ＳｉＯＨ￣ ∞‰ ｍ４－ＯＨ（ ∞ “４
钠等被限制排放的物质，且处理温度较高、废水和废渣的无害化转化过程较为
。
并对硅烷化处理中的电泳硅烷膜进行了初步实验。［关键词］有机硅烷偶联剂，表面处理，涂装中图分类号：ＴＧ１７４．４４文献标识码：Ａ
，
文章编号：１００９ —９１４Ｘ（２０１４）２７ — ００６９ — ０２
复杂等原因，其应用正面临着日益加大的环保压力。而硅烷处理技术则克服了上述缺点，为涂装前处理领域带来了一场革命性的变革，硅烷前处理技术的处
瓤～０一譬嘴啪Ｅ锕 ÷ 越：Ｏ
（３）
理效果已经与锌系磷化效果相当。
ＲｅｓｅａｒｃｈＳｔａｔｕｓｏｆＳｉｌａｎｉｚａｔｉｏｎｏｎＭｅｔａｌＳｕｒｆａｃｅ
ＺＨＯＮＧＺｈｉ —ｓｈｕｎ，ＺＨＡＯＰｉｎｇ，ＹＡＮＧＧｕｏ —ｙｉ，ＹＡＮＧＹａ－ｐｅｎｇ，ＬＩＵＹａｎｇ
ＳｉＯＨ（反应式（１）），并与表面带羟基的金属（Ｍｅ）发生缩合反应实现成膜（反应式（２））；同时硅醇之间亦可发生相互缩合形成网状结构（反应式（３）），并对金属起

有机硅烷在金属腐蚀与防护中的应用现状与发展趋势

（1）有机硅烷膜比较薄（200nm- 300nm），从而限制了对金属腐蚀长期且有效的保护。为此，可以通过在有机硅烷中添加纳米颗粒，如氧化铝或硅土来增加有机硅烷膜的厚度；
（2）有机硅烷膜不具备自我修复能力，不能像铬酸盐膜能够通过溶解 Cr(Ⅵ)在受损部位形成 Cr(Ⅲ)钝化加以自我保护。为此，可以采用可滤去抑制剂来增强该性能；
反应方程式为：
R- Si(OR)3+3H2O→R- Si(OH)3+3ROH 2R- Si(OH)3→R- Si(OH)2OSi(OH)2R+H2O。
单一涂层
18
13
43
12
4.2 有机硅烷在镀锌板中的应用在 5%NaCl 溶液中，用硅烷偶联剂 KH- 560 处理镀锌层钝化膜的电极变化曲线表明：阳极曲线和阴极曲线均向低电流方向移动。表明硅烷钝化膜对镀锌层的电化学腐蚀具有抑制作用，使自腐蚀电流密度降低，从而使镀锌层的耐腐蚀能力得以提高[5]。 4.3 有机硅烷在铝合金中的应用由于铝在日常生活生产中的普遍应用，人们对有机硅烷在铝制品及铝合金制品的防护腐蚀作用较早关注、研究并加以应用。Palanivel 等[6] 研究发现有机硅烷膜层能替代铬酸盐氧化膜，提供相当甚至优于铬酸盐的耐蚀性能；Metroke 等[7]用电化学技术探究了硅烷薄膜对 2024- T3铝合金的防腐作用，结果发现耐蚀性能随着烷基链增长而加强；胡吉明等 [8] 通过在 NaCI 溶液中研究极化曲线对 LY12 铝合金表面形成的 BTSE 硅烷薄膜的性能，证实了 BTSE 薄膜对侵蚀粒子有阻挡的作用。 5.有机硅烷薄膜的缺陷与改进由于有机硅烷自身的不足，并且又是一种新型的防腐处理技术，所以有机硅烷薄膜必定存在一些缺陷[9]。与传统的铬酸盐薄膜相比，有机硅烷薄膜有如下三个不足之处：

金属硅烷前处理技术

金属硅烷前处理技术
金属硅烷前处理技术是一种将金属表面处理成硅烷基化合物的技术。

该技术主要用于金属的防腐蚀和提高表面润滑性能。

金属硅烷前处理技术的主要步骤包括清洗、活化和硅烷基化处理。

清洗步骤主要是将金属表面的油脂、氧化物和污垢等污染物清除，以保证后续处理的有效性。

活化步骤是通过化学活化剂处理金属表面，增加表面活性，使硅烷化剂能够更好地与金属反应。

硅烷基化处理是使用硅烷化剂对金属表面进行处理，形成硅烷基化合物层。

硅烷基化合物具有较好的黏附性和耐腐蚀性，能够有效地防止金属被氧化、腐蚀和磨损，同时还能提高金属表面的润滑性能。

金属硅烷前处理技术广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域，可以提高产品的质量和耐用性，延长使用寿命。

同时，该技术还能够减少对环境的污染，提高生产效率，具有较好的经济效益和社会效益。

硅烷偶联剂应用现状及金属表面处理新应用

硅烷偶联剂应用现状及金属表面处理新应用卓创资讯止水编辑于：2005-10-17 8:37:37引言有机硅产品原分为硅油、硅橡胶和硅树脂,自美国联合碳化物公司(ＵＣＣ)于本世纪中期开发出了硅烷偶联剂(ＳＡ),其在近年发展极快,其成为有机硅产品的第四大类,ＳＡ具有品种多、结构复杂、用量少而效果显著等特点,广泛用于表面处理,诸如热塑性增强塑料的表面处理、填充物的表面处理、密封剂,树脂、混凝土、水交联性聚乙烯、树脂封装材料、壳型造型、轮胎,带涂料、胶粘剂、焊泥及其它。

目前国外报道的ＳＡ牌号己超过百种,国内常用的有数十种,如:Ａ 151、ＫＨ 550/560/570/580等。

随着共混技术和加工技术的进步,以及有机硅产品生产成本的降低,其竞争力大幅度提高,新制品和新用途大大扩展。

本文将对ＳＡ的研究及应用状况进行综述,尤其对其崭新应用领域金属表面处理,结合作者对钢铁基材表面处理的研究成果进行探讨和论证。

1 硅烷试剂的特征和作用机理硅烷试剂的一般结构式为:Ｙ-Ｒ-ＳｉＸ3,其中:Ｘ是结合在硅原子上的水解性基团,如氯基、甲氧基、乙氧基、乙酰氧基等;Ｙ为有机官能团,如氨基,环氧基等;Ｒ是具有饱和或不饱和键的碳链。

所以它分布在无机物与有机物界面上时,在相互没有亲和力而难以相容的界面之间起着“乳化剂”的作用。

由于界面现象非常复杂,单一的理论往往难以充分说明,对于硅烷试剂在界面的作用机理就有多种解释。

已经提出的关于硅烷试剂在无机物表面行为的理论主要有化学结合理论、物理吸附理论、氢键形成理论、可逆平衡理论等。

Ａｒｋｉｅｓ提出的理论模式被认为是最接近实际的一种理论,硅烷试剂按这一机理在无机物表面上的反应过程如图1所示;硅烷试剂首先接触空气中的水分而发生水解反应,进而发生脱水反应形成低聚物,这种低聚物与无机物表面的羟基形成氢键,通过加热干燥,发生脱水反应形成部分共价键,最终结果是无机物表面被硅烷覆盖。

从上述作用机理还可以看出,无机物的表面上不具有羟基时,就很难发挥出相应的作用或效果。

铝合金硅烷化表面处理技术现状_张小琴

收稿日期：２０１０－１１－０６作者简介：张小琴（１９８０—），女，江苏溧水人，工程师，硕士．第５卷　第３期材　料　研　究　与　应　用Ｖｏ１．５，Ｎｏ．３２　０　１　１年９月ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ　ＲＥＳＥＡＲＣＨ　ＡＮＤ　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ　Ｓｅｐｔ．２　０　１　１文章编号：１６７３－９９８１（２０１１）０３－０１７７－０４铝合金硅烷化表面处理技术现状张　小　琴广东省工业技术研究院（广州有色金属研究院）分析测试中心，广东广州５１０６５０摘　要：本文介绍了铝合金硅烷化表面处理的腐蚀防护机理，并对相关性能影响因素（包括硅烷种类、溶液浓度、ｐＨ值及沉积方式）、改性技术（添加纳米颗粒、导入缓蚀剂及引入染色基团等）及硅烷膜的分析表征技术进行了综述．关键词：硅烷，铝合金，表面处理，防护机理，性能表征中图分类号：ＴＱ９文献标识码：Ａ硅烷化处理是以有机硅烷为主要原料对金属或非金属材料进行表面处理的技术．有机硅烷作用于金属表面时，既能形成亲有机的官能团，又能形成亲无机的官能团，因此可以把有机材料和无机材料这两种性质差异很大的材料牢固地结合在一起．对铝合金而言，硅烷可与基体表面的铝氧化物形成极强的Ａｌ─Ｏ─Ｓｉ键，而硅烷的有机部分又可与表面涂层形成化学键结合，极大地提高铝合金表面的耐腐蚀性以及铝合金与涂层的结合强度［１］．硅烷处理技术具有环保（无有毒重金属离子）、能耗低（常温使用）、使用成本低（每千克处理量为普通磷化的５～８倍）、无渣等优点．美国已于２０世纪９０年代开始对金属硅烷前处理技术进行理论研究，欧洲于２０世纪９０年代中期开始对硅烷进行试探性研究．我国在本世纪初迫于环保方面的巨大压力，各大研究机构及生产企业开始对硅烷进行研究．硅烷化处理是一种很有前途的金属表面处理技术，有望取代目前普遍应用的污染环境的磷化和铬化技术．１　反应机理硅烷防护技术的基本原理［２－３］就是硅烷中的硅羟基与金属氧化物的反应以及硅烷自身的缩聚反应．硅烷分子通式为Ｘ－Ｒ－Ｓｉ（ＯＲ′）ｎ，其中Ｘ代表能和有机物反应的官能团，如乙烯基、氨基、环氧基、巯基等；Ｒ为烷基，通常Ｒ为—ＣＨ３或—ＣＨ２ＣＨ３；ｎ＝２或３，－Ｓｉ（ＯＲ′）ｎ表示可进行水解反应并生成Ｓｉ－ＯＨ的基团．硅烷化反应可分为４个步骤［２－３］：（１）硅烷水解Ｓｉ（ＯＲ）３＋Ｈ２幑幐Ｏ　Ｓｉ（ＯＨ）３＋ＲＯＨ（１）（２）低聚物中的ＳｉＯＨ与铝材表面上的－ＯＨ形成氢键幑幐ＳｉＯＨ＋ＭｅＯＨ　ＳｉＯＭｅ＋Ｈ２Ｏ（２）（３）ＳｉＯＨ之间脱水缩合成含ＳｉＯＨ的低聚硅氧烷幑幐ＳｉＯＨ＋ＳｉＯＨ　ＳｉＯＳｉ＋Ｈ２Ｏ（３）（４）加热固化过程中伴随脱水反应而与基材形成共价键连接．成膜后的模型如图１所示．图１　硅烷在铝表面成膜模型Ｆｉｇ．１　Ｓｕｒｆａｃｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｌｌｏｙ　ａｆｔｅｒｓｉｌａｎｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ反应（１）中的水解和反应（３）中的缩合是处于竞争状态的两个反应，可通过调节反应体系的ｐＨ值来控制缩合反应的发生，从而保证硅醇的含量．经过这四步硅烷化反应后金属表面上就形成一层致密的具有Ｍｅ—Ｏ—Ｓｉ—和—Ｓｉ—Ｏ—Ｓｉ—特征结构的保护膜，从而大幅度提高金属的耐蚀性．２　影响因素２．１　成膜方式成膜方式有浸泡式和电化学辅助沉积法．电化学辅助沉积是一种明显区别于浸泡方式的新型硅烷沉积技术．该工艺是金属试样在硅烷溶液浸泡过程中，通过对其表面施加一定的电位，导致电极表面局部溶液的ｐＨ值升高，从而促进硅醇在金属表面缩聚形成交联聚合产物［—Ｓｉ—Ｏ—Ｓｉ—］ｎ．与单纯的浸泡式相比，这种方法显著提高了硅烷膜与基体的结合力及耐蚀性，且因其改变的只是金属表面小部分溶液的ｐＨ值，不会影响本体溶液的稳定性，因而克服了处理液因ｐＨ值升高导致其产生絮凝进而失效的缺点［４－６］．研究表明［２］：不同硅烷的电化学辅助沉积普遍存在着一个临界阴极沉积电位（简称ＣＣＰ，一般为－０．８Ｖ），在此电位条件下，可制备出物理性能和防腐蚀性能优越的硅烷膜层．电化学辅助沉积是当前硅烷化处理中最受研究者关注的技术，也是当前研究热点之一，具有重要的学术价值和应用前景．首先，通过对沉积过程电化学参数的在线监测及硅烷膜的表征，可以更深入地探讨电化学辅助沉积机理，如施加电位或改变电位波形对硅烷膜结构及耐蚀性的影响等．其次，可以对制备工艺中溶液参数与电化学参数进行优化，得到性能更好的硅烷膜．再次，传统浸涂工艺很难对硅烷膜的微观结构进行控制，而在电化学辅助沉积技术中通过对电化学参数的调节，可以实现硅烷膜的可控制备．２．２　溶液的ｐＨ值ｐＨ值主要通过影响硅烷溶液的水解与缩聚反应速率，来影响硅烷溶液及硅烷膜的性能．不论是在酸性条件下，还是在碱性条件下，硅烷的水解和缩聚速率都是很高的，而在ｐＨ为７左右则较低．这说明Ｈ＋和ＯＨ－对硅烷的水解和缩聚均有促进作用，是硅烷水解和缩聚反应的催化剂．可见，为了控制硅烷的缩聚和水解，使溶液中含有足够的—Ｓｉ—ＯＨ基团，降低硅烷低聚物的生成，除了要选择适当的溶剂外，还必须适当调整溶液的ｐＨ值．因此，合理ｐＨ值的选取既要考虑抑制硅烷溶液缩聚反应的发生，还要使硅烷溶液有合适的水解速率．根据这一原则，摸索出了一些防护用硅烷溶液的最佳ｐＨ值范围［２］：ＢＴＳＥ（４～５），ＢＴＳＰＳ（６～６．５）；对于制备功能性硅烷膜，溶液ｐＨ值的调整范围可更宽一些，如γ－ＡＰＳ（４～１１），ＢＴＳＰＡ（３．５～９．５）．另外，在选取ｐＨ值时，还应考虑铝基体在溶液中的稳定性，所以溶液ｐＨ值不能太大．２．３　硅烷的种类和浓度为获得单纯防护性的硅烷膜，一般选用无官能团的硅烷试剂，如ＢＴＳＥ和ＢＴＳＰＳ等．若为了提高基体与有机涂层的结合力，常选用与涂层匹配的带特定官能团的硅烷，如对环氧系列涂层一般选用γ－ＧＰＳ等，此功能性硅烷膜也可涂覆在非官能团硅烷膜上．该技术称为两步法成膜工艺，所制得的双层膜既有一定的耐蚀性，又与有机涂层有较好的结合力．近期又开发出了复合硅烷膜技术［７－１０］，可一次性制备两类硅烷膜，且复合膜的性能具有协同效应．此外，Ｑｕｅ等人［１１－１２］还研究了硅烷涂层与其他无机涂层的结合应用．徐溢［１３］利用反射吸收红外光谱研究表明：在２ｍｉｎ内，硅烷分子不停地被吸附到金属表面，吸附是瞬间完成的，金属表面上硅烷膜的厚度在不断地增长；但２ｍｉｎ后，以化学键合的膜的厚度已不再增长，自此之后，膜的性质和浸渍时间无关．在金属表面硅烷化中，老化方式及温度对膜层的附着力及耐蚀性都有较大影响．自然老化后硅烷膜的耐蚀性与加热老化后硅烷膜的耐蚀性相比，加热老化的膜层耐蚀性能增长较大．对于乙烯基三己氧基硅烷（ＶＳ），温度的影响并不明显，而ＫＨ－５６０、ＫＨ－５５０膜的性能受老化时间和温度的影响很大．老化温度过高，会造成膜内的交联以致降低膜的反应性．这种反应性的降低可能是发生了如下反应：①Ｓｉ—Ｏ—Ｍｅ化学结合键的形成；②未反应ＳＣＡ、硅醇分子之间的交联、缩聚；③Ｙ基团发生的交联．随着膜变得越来越致密，硅烷向高分子材料形成互穿式网络结构越来越困难［１３］．２．４　添加剂Ｖａｎ　Ｏｏｉｊ研究组［１４－１５］最早在硅烷体系中添加８７１材　料　研　究　与　应　用２　０　１　１了纳米级氧化铝颗粒，发现制备出的膜层的抗腐蚀性能接近于铬酸盐处理效果．近年来，为提高膜的耐蚀性与机械性能，该研究组成功开发出在硅烷膜中复合多种纳米颗粒（ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３等）的工艺，并指出掺杂的纳米颗粒含量必须在一定范围内．以硅藻土掺杂双－１，２－［丙基三乙氧基硅烷］二硫化物为例，在硅藻土含量为５ｐｐｍ～１５ｐｐｍ（１ｐｐｍ＝０．０００１％，下同）时，硅烷膜层的改性效果最佳；高于１５ｐｐｍ时，硅烷膜层的防腐蚀性能显著下降［１４］．另一种方法是在体系中添加缓蚀剂［１６－１９］．当金属基体表面的膜层被破坏而发生腐蚀时，掺杂于膜层中的缓蚀剂就会缓慢释放出来，延缓或抑制基体的腐蚀速率，从而起到提高膜层抗腐蚀能力的作用．可用于硅烷膜层掺杂的缓蚀剂包括有机缓蚀剂和无机缓蚀剂，有机缓蚀剂主要有苯并三唑、甲基苯并三氮唑和苯基膦酸等，无机缓蚀剂有稀土盐类和硝酸铈等．Ａｒａｍａｋｉ　Ｋ［１９］等研究者对各种缓蚀剂的研究表明，在硅烷膜层中添加缓蚀剂能明显降低硅烷膜层的自腐蚀电流；硝酸铈不仅能有效地抑制ＡＡ２０２４－Ｔ３的腐蚀，而且可以使膜层具备自愈能力，是最有发展潜力的缓蚀剂之一．添加染色剂也是一个研究方向［２０］．现有所制备的硅烷膜层一般都是无色的，没有铬处理那样的可视膜层，也没有阳极氧化处理后膜层所具备的各种色调，影响纯防护性膜层的外观形貌，不利于及早发现膜层是否已完全对金属基材进行了覆盖，或在运输、卷曲过程中是否有破损．因此，有必要赋予膜层一定的颜色．当前掺杂于硅烷膜层中的色素一般选择有机染料，要求具有水溶性或醇溶性、不和成膜剂硅烷发生反应、化学性质稳定、能有效融入硅烷膜的网状结构中、不易在水或有机溶剂中渗出、不影响膜层的抗腐蚀性能等特点．已有研究中，ＢａｓｏｎｙＹｅｌ－ｌｏｗ　ＮＢ　１２２ｄｙｅ和Ｂａｓｏｎｙｌ　Ｒｅｄ　４８２（ｘａｎｔｈｅｎｅ）ｒｅｄｐｏｗｄｅｒ　ｄｙｅ被证实具有以上的特征［２１］．３　硅烷膜的分析与表征应用较广的金属表面硅烷膜的表征方法主要有Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）、反射吸收红外光谱（ＲＡ－ＩＲ）、衰减全反射红外光谱（ＡＴＲ－ＩＲ）、非弹性电子隧道光谱（ＩＥＴ）、椭圆光谱（Ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｒｙ）、次级离子质谱（ＳＩＭＳ）、电化学阻抗谱（ＥＩＳ）、俄歇电子能谱（ＡＥＳ）和核磁共振谱（ＮＭＲ）等［２２］．通过ＸＰＳ可得到谱峰对应的结合能，以识别硅烷膜表面的基团，同时通过峰面积积分和相关计算可得到硅醇在金属表面的表面分数（百分含量）；采用ＲＡ－ＩＲ可分析铝表面硅烷膜的结构和键合状况，通过ＲＡ－ＩＲ和ＡＴＲ也能研究膜的厚度，并且不破坏样品，但其缺点是难以直接得到硅烷膜和金属表面之间的键合信息，同时ＲＡ－ＩＲ要求被测金属表面需十分平整、光亮，以形成镜面最大限度地反射红外光；椭圆光谱（ＳＥ）可以有效测量硅烷膜的厚度；ＳＩＭＳ可提供膜表面的组成元素信息和物质化学结构信息，还可进行半定量和定量分析，灵敏度相当高．若ＳＩＭＳ与ＸＰＳ结合使用，可研究涂覆在铝表面硅烷的水解和缩合反应以及硅烷金属键的形成、膜的均一性等；ＥＩＳ广泛应用于金属涂层性能的评价，它可给出涂层在不同交流频率下的阻抗和电容值，以及涂层下金属界面的信息，是考察硅烷膜层防腐性能的一种重要手段．４　结　语有机硅烷在铝合金表面处理领域显示了巨大潜力．硅烷转化膜将铝基体和有机物牢固地粘结在一起，使其获得了具有良好涂装与防蚀效果的超薄有机涂层．它的推广及应用将会给传统的铬酸盐化学转化技术带来革命性的变革，对铝及其合金涂装行业的清洁生产产生深远影响．然而，该工艺还存在不足之处，主要有以下几点：（１）由于膜层较薄，若不进行进一步涂装处理，其防护效果很有限；（２）硅烷处理技术对金属基体表面和硅烷槽液的清洁性要求较高，金属表面油污及槽液杂质都将影响硅烷膜的防护性能；（３）硅烷膜不具备自愈性．参考文献：［１］闫斌，陈宏霞，陈嘉宾．功能性有机硅烷膜对金属腐蚀防护的研究现状及展望［Ｊ］．材料保护，２００９，４２（３）：５４－５６．［２］刘倞，胡吉明，张鉴清，等．金属表面硅烷化防护处理及其研究现状［Ｊ］．中国腐蚀与防护学报，２００６，２６（１）：５９－６３．［３］王雪明，李爱菊，李国丽，等．硅烷偶联剂在防腐涂层金属预处理中的应用研究［Ｊ］．材料科学与工程学报，２００５，２３（１）：１４６－１５０．［４］ＳＨＡＣＨＡＭ　Ｒ，ＡＶＮＩＲ　Ｄ，ＭＡＮＤＬＥＲ　Ｄ．Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏ－ｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｅｔｈｙｌａｔｅｄ　ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｆｉｌｍｓ　ｏｎ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ　ｓｕｒｆａｃｅｓ［Ｊ］．Ａｄｖ　Ｍａｔｅｒ，１９９９，１１（５）：３８４－３８８．［５］ＳＨＥＦＦＥＲ　Ｍ，ＧＲＯＹＳＭＡＮ　Ａ，ＭＡＮＤＬＥＲ　Ｄ．Ｅｌｅｃｔｒｏ－９７１第５卷　第３期张小琴：铝合金硅烷化表面处理技术现状ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｆｉｌｍｓ　ｏｎ　Ａｌ　ｆｏｒ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｐｒｏｔｅｃ　ｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｃｏｒｒｏｓ　Ｓｃｉ，２００３，４５（１２）：２８９３－２９０４．［６］ＧＡＮＤＨＩ　Ｊ　Ｓ，ＶＡＮ　ＯＯＩＪ　Ｗ　Ｊ．Ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｐｒｏ－ｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｌｌｏｙｓ　ｂｙ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｅｄ　ｓｉｌａｎｅｓ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒ　Ｅｎｇ　Ｐｅｒｆｏｒｍ，２００４，１３（４）：４７５－４８０．［７］ＨＡＲＵＮ　Ｍ　Ｋ，ＬＹＯＮ　Ｓ　Ｂ，ＭＡＲＳＨ　Ｊ　Ａ．Ｓｕｒｆａｃｅ　ａｎａ－ｌｙｔｉｃａｌ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｆｕｎｃ－ｔｉｏｎａｌｉｓｅｄ　ｍｉｌｄ　ｓｔｅｅｌ　ｆｏｒ　ａｄｈｅｓｉｏｎｐｒｏｍｏｔｉｏｎ　ｏｆ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｃｏａｔｉｎｇｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｇ　Ｏｒｇ　Ｃｏａｔ，２００３，４６：２１．［８］ＣＯＮＤＥ　Ａ，ＤＵＲＮ　Ａ，ＤＥ　ＤＡＭＢＯＲＥＮＥＡ　Ｊ　Ｊ．Ｐｏｌｙ－ｍｅｒｉｃ　ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ａｓ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　ｌａｙｅｒｓ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎｉｕｍａｌｌｏｙｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｇ　Ｏｒｇ　Ｃｏａｔ，２００３，４６：２８８．［９］ＺＨＵ　Ｄ，ＶＡＮ　ＯＯＩＪ　Ｗ　Ｊ．Ｅｎｈａｎｃｅｄ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆ　ＡＡ　２０２４－Ｔ３ａｎｄ　ｈｏｔ－ｄｉｐ　ｇａｌｖａｎｉｚｅｄ　ｓｔｅｅｌ　ｕｓｉｎｇ　ａ　ｍｉｘ－ｔｕｒｅ　ｏｆ　ｂｉｓ－［ｔｒｉ－ｅｔｈｏｘｙｓｉｌｙｌｐｒｏｐｙｌ］ｔｅｔｒａｓｕｌｆｉｄｅ　ａｎｄ　ｂｉｓ－［ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌｙｌｐｒｏｐｙｌ］ａｍｉｎｅ［Ｊ］．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｉｍ　Ａｃｔａ，２００４，４９：１１１３．［１０］ＺＨＵ　Ｄ，ＶＡＮ　ＯＯＩＪ　Ｗ　Ｊ．Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｅｔ－ａｌｓ　ｂｙ　ｗａｔｅｒ－ｂａｓｅｄ　ｓｉｌａｎｅ　ｍｉｘｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ｂｉｓ－［ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉ－ｌｙｌｐｒｏｐｙｌ］ａｍｉｎｅ　ａｎｄ　ｖｉｎｙｌｔｒｉａｃｅｔｏｘｙｓｉｌａｎｅ［Ｊ］．Ｐｒｏｇ　ＯｒｇＣｏａｔ，２００４，４９：４２．［１１］ＱＵＥ　Ｗ　Ｘ，ＳＵＮ　Ｚ，ＺＨＯＵ　Ｙ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈａｒｄ　ｏｐｔｉ－ｃａｌ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ａｎ　ｏｒｇａｎｉｃ／ｉｎｏｒｇａｎｉｃ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｂｙｓｏｌ－ｇｅｌ　ｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒ　Ｌｅｔｔ，２０００，４２：３２６．［１２］ＱＵＥ　Ｗ　Ｘ，ＺＨＡＮＧ　Ｑ　Ｙ，ＣＨＡＮ　Ｙ　Ｃ．Ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｄｅｒｉｖｅｄｈａｒｄ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｖｉａ　ｏｒｇａｎｉｃ／ｉｎｏｒｇａｎｉｃ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｏｓ　Ｓｃｉ　Ｔｅｃｈ－ｎｏｌ，２００３，６３：３４７．［１３］徐溢，唐守渊，陈立军．反射吸收红外光谱法研究铝表面硅烷试剂膜的结构与性能［Ｊ］．分析化学，２００２，３０（４）：４６４－４６６．［１４］ＰＡＬＡＮＩＶＥＬ　Ｖ，ＺＨＵ　Ｄａｎｑｉｎｇ，ＯＯＩＪ　Ｖ．Ｎａｎｏｐａｒｔｉ－ｃｌｅ－ｆｉｌｌｅｄ　ｓｉｌａｎｅ　ｆｉｌｍｓ　ａｓ　ｃｈｒｏｍａｔｅ　ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｓ　ｆｏｒ　ａｌｕ－ｍｉｎｕｍ　ａｌｌｏｙｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｇｅｓｓ　ｉｎ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃｏａｔｉｎｇｓ，２００３，４７（４）：３８４－３９２．［１５］ＰＡＬＡＮＩＶＥＬ　Ｖ，ＨＵＡＮＧ　Ｙ，ＶＡＮ　ＯＯＩＪ　Ｗ　Ｊ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆ　ａｄｄｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ　ｔｏｓｉｌａｎｅ　ｆｉｌｍｓ　ｏｎ　ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ＡＡ２０２４－Ｔ３ｉｎ　ａ　０．５ＭＮａＣｌ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｐｒｏｇ　Ｏｒｇ　Ｃｏａｔ，２００５，５３（２）：１５３－１６８．［１６］ＳＨＥＦＦＥＲ　Ｍ，ＧＲＯＹＳＭＡＮ　Ａ，ＳＴＡＲＯＳＶＥＴＳＫＹ　Ｄ，ｅｔ　ａｌ．Ａｎｉｏｎ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｆｉｌｍｓ　ｏｎ　Ａｌ　ｆｏｒ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｃｏｒｒｏｓ　Ｓｃｉ，２００４，４６（１２）：２９７５－２９８５．［１７］ＰＥＰＥ　Ａ，ＡＰＡＲＩＣＩＯ　Ｍ，ＣＥＲ′Ｅ　Ｓ，ｅｔ　ａｌ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｅｒｉｕｍ　ｄｏｐｅｄ　ｓｉｌｉｃａ　ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｃｏａｔ－ｉｎｇｓ　ｏｎ　ｇｌａｓｓ　ａｎｄ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ［Ｊ］．Ｎｏｎ－ＣｒｙｓｔＳｏｌｉｄｓ，２００４，３４８（１５）：１６２－１７１．［１８］ＴＲＡＢＥＬＳＩ　Ｗ，ＣＥＣＩＬＩＯ　Ｐ，ＦＥＲＲＥＩＲＡ　Ｍ　Ｇ　Ｓ，ｅｔ　ａｌ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｌｆ－ｈｅａｌｉｎｇ　ｐｒｏｐｅｒ－ｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｃｅ－ｄｏｐｅｄ　ｓｉｌａｎｅ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｐｒｅ－ｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆ　ｇａｌｖａｎｉｓｅｄ　ｓｔｅｅｌ　ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　ＯｒｇａｎｉｃＣｏａｔｉｎｇｓ，２００５，５４（４）：２７６－２８４．［１９］ＡＲＡＭＡＫＩ　Ｋ．ＸＰＳ　ａｎｄ　ＥＰＭＡ　ｓｔｕｄｉｅｓ　ｏｎ　ｓｅｌｆ－ｈｅａｌｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ａ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　ｆｉｌｍ　ｃｏｍｐｏｓｅｄ　ｏｆ　ｈｙｄｒａｔｅｄｃｅｒｉｕｍ（ＩＩＩ）ｏｘｉｄｅ　ａｎｄ　ｓｏｄｉｕｍ　ｐｈｏｓｐｈａｔｅ　ｏｎ　ｚｉｎｃ［Ｊ］．Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００３，４５（１）：１９９－２１０．［２０］徐以兵．铝合金和镁合金的表面硅烷化处理研究［Ｄ］．长沙：湖南大学．２００８．［２１］ＰＡＬＡＮＩＶＥＬ　Ｗ　Ｍ．Ｍｏｄｉｆｉｅｄ　ｓｉｌａｎｅ　ｔｈｉｎ　ｆｉｌｍ　ａｓ　ａｎ　ａｌ－ｔｅｒｎａｔｉｖｅ　ｔｏ　ｃｈｒｏｍａｔｅｓ　ｆｏｒ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆＡＡ２０２４－Ｔ３ａｌｌｏｙ［Ｄ］．Ｋｎｏｘｖｉｌｌｅ：Ｕｎｉｖ　ｏｆ　Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ，２００３，２３－２６．［２２］徐溢，唐守渊，张晓凤．金属表面硅烷试剂膜结构及性能表征方法［Ｊ］．光谱学与光谱分析，２００４，２４（４）：４９５－４９８．Ｓｉｌａｎｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｎ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｓｕｒｆａｃｅＺＨＡＮＧ　ＸｉａｏｑｉｎＡｎａｌｙｔｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　Ｒｅ－ｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｎｏｎ－ｆｅｒｒｏｕｓ　Ｍｅｔａｌｓ），Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６５０，ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｓｉｌａｎｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｆａｃｔｏｒｓ（ｓｉｌａｎｅｃａｔｅｇｏｒｉｅｓ，ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐＨ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｉｌａｎｅ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ）ａｆｆｅｃｔｉｎｇ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆ　ｔｈｅ　ｓｉｌａｎｅ　ｆｉｌｍ，ａｎｄ　ｍｏｄｉｆｉｅｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ａｄｄｉｎｇ　ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ，ｄｏｐｉｎｇ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ　ａｎｄｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｄｙｅｓ　ａｎｄ　ｃｏｌｏｒａｎｔｓ．Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　ａｎｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｉｌａｎｉｚｉｎｇ　ｆｉｌｍａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｈｏｒｔａｇｅｓ　ｔｈａｔ　ｅｘｉｓｔ　ｉｎ　ｓｉｌａｎｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ａｒｅ　ａｌｓｏ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ａｌｌ　ａｂｏｖｅ，ｉｔ　ａｉｍｓ　ｔｏ　ｐｒｏｍｏｔｅ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉ－ｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ－ｆｒｉｅｎｄｌｙ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｎ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｌｌｏｙｓ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｉｌａｎｅ；ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｌｌｏｙ；ｓｕｒｆａｃｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ａｎｔｉ－ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ０８１材　料　研　究　与　应　用２　０　１　１。

金属表面处理的最新技术与研究进展

金属表面处理的最新技术与研究进展金属表面处理技术在现代制造业中占据着重要的地位，它直接影响着金属产品的质量、性能及使用寿命。

本文将重点介绍金属表面处理的最新技术和研究进展，探讨如何通过技术创新来满足不断变化的市场需求。

1. 电镀技术电镀技术是一种用于在金属表面沉积一层均匀、致密的金属或合金层的方法，广泛应用于装饰、防腐、导电等领域。

近年来，随着环保要求的不断提高，无铬电镀和低铬电镀技术得到了广泛的研究和应用。

此外，纳米电镀技术也在不断发展，通过控制电镀过程中的晶粒大小，可以在金属表面制备出具有特殊性能的纳米结构层。

2. 涂层技术涂层技术是在金属表面施加一层或多层涂层，以提高金属的耐磨性、耐腐蚀性、耐候性等性能。

目前，溶胶-凝胶涂层技术、等离子体喷涂技术和激光熔覆技术等新型涂层技术得到了广泛关注。

这些技术在涂层制备过程中具有较好的可控性，能够在金属表面形成均匀、致密的涂层，从而提高金属的性能。

3. 表面改性技术表面改性技术是通过改变金属表面的化学成分或微观结构，从而提高金属的性能。

近年来，离子注入技术、电子束蒸发技术和化学气相沉积技术等表面改性技术得到了广泛的研究和应用。

这些技术可以在金属表面制备出具有特殊性能的层，如超硬层、耐磨层、抗氧化层等。

4. 纳米技术纳米技术在金属表面处理领域也取得了显著的成果。

纳米涂层、纳米复合涂层和纳米结构表面等新型纳米表面处理技术在提高金属的性能方面具有明显优势。

例如，纳米涂层具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和自清洁性能；纳米复合涂层具有较高的硬度和耐磨性；纳米结构表面可以改变金属的摩擦学性能和抗疲劳性能。

5. 绿色表面处理技术随着环保意识的不断提高，绿色表面处理技术得到了广泛关注。

绿色表面处理技术主要包括无污染或低污染的表面处理方法，如生物表面处理技术、植物提取剂表面处理技术和光催化表面处理技术等。

这些技术具有环保、高效、安全等优点，有望在未来金属表面处理领域发挥重要作用。

金属表面硅烷处理技术的未来趋势

金属表面硅烷处理技术的未来趋势金属表面硅烷处理是近几年进展起来的一种有望代替铬酸钝化和磷化的环保型汽车车身前处理技术，该技术通过硅烷分子(通式为X-R-Si(OR)n)水解后产生的硅羟基与金属和金属氧化物反应，以及硅烷分子自身的缩合反应形成无机/有机膜层，以浸泡方式或电化学帮助沉积方式在金属表面制备这种具有疏水性能的膜层，该膜层能对金属基体供应爱护作用，而且能够提高金属和涂层之间的附着力。

成膜过程如下。

1、在使用过程中，水解后的OXSilane分子中的SiOH基团与基体金属表面的MeOH基团形成氢键,快速吸附于基体金属表面。

水解反应：OROHRO—Si—R1+3H2OHO—Si—R1+3ROHOROH2、在干燥过程中，SiOH基团和MeOH基团进一步分散，在界面上生成Si-O-Me共价键。

SiOH(溶液)+MeOH(金属表面)=SiOMe(界面)+H2O3、剩余的OXSilane分子则通过SiOH基团之间的分散反应在金属表面上形成具有Si-O-Si三维网状结构的有机膜。

缩合反应：OHOHOH2HO—Si—R1R1—Si—O—Si—R1+H2OOHOHOH关于硅烷与金属表面的反应机理，目前讨论者伞认为是硅醇与金属表面的氧气物或水化物层发生了反应(见图1)试验证明，不带有特征官能团的硅烷无论在固相或液相中都不具有电化学活性，既不能被氧化，也不能被还原。

经过硅烷处理的电极浸泡在电解质溶液中，硅烷膜能起到阻挡层的作用，阻挡电解质、水和氧分子向金属界面区域渗透。

尽管金属表面硅烷处理技术已经比较成熟，但硅烷膜的性能一一磷化膜相比还有一些差距，现在国内外各大金属表面处理剂生产公司都在全力进行有关的讨论开发工作，信任硅烷处理技术将会像磷化技术一样带给汽车车身涂装一次革命性的创新。

金属表面硅烷处理技术的发展趋势

钛有限公司成功运行ｌａ达到并超过了产业化考核，指标，污染物排放达到国家标准，效提高了装置生有产效率和浓缩酸质量。该装置生产的浓缩酸可替代部分原料硫酸回用于钛白粉生产，产出的钛白粉生产品质量符合国家标准和欧盟Ｒｌｏｓ指令标准。
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金属表面硅烷处理技术的发展趋势金属表面硅烷处理是近几年发展起来的一种有
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均６Ｌ和最低节油３％计算，除加人每升燃油扣中的添加成本约０１．３元后，每升还可节省００．５元。
降率、清净性等功能指标的甘肃省地方强制性标准。据甘肃省工信委副主任温隆家介绍，兰炼ＭＺＡ
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污染 ” 、。产Ｉ

硅烷化处理及其在金属表面处理中的应用分析

硅烷化处理及其在金属表面处理中的应用分析作者：汪洋包英俊来源：《科学与信息化》2020年第21期摘要工业生产中，将耐腐蚀的有机物涂覆在金属表面，经固化成膜后制备的有机涂层具有屏蔽、缓蚀及电化学保护三方面的作用，防腐效果好。

由于涂料具有选择性宽、可用范围广、节约能源、应用施工方便等优点，是现今最有效、最经济和研究最多的表面防护方法之一。

对工作表面进行强化热处理，可在不改变零件内部组织和性能的前提下，达到工作心部与表层在组织结构、性能等的最佳配合。

本文结合硅烷化处理剂的制备及金属表面处理方法的对比，来分析硅烷化处理方法的优势和应用情况。

关键词硅烷化;金属表面;处理工艺;应用分析金属表面镀层具有防腐蚀，提高耐磨性、导电性及增加美观等作用。

钢结构经热镀锌处理后，在室外环境下，标准厚度的锌层可保持年不必修补，广泛应用于铁塔、铁路、公路保护、船用构件、建筑钢结构的防腐处理。

表面处理是指在基体材料表面上人工制备一层与基体的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺[1]。

磷化和钝化工艺是目前最典型、广泛应用的表面处理工艺。

表面处理技术对金属保护起到了明显的作用，但也存在不少问题。

例如，有机涂层中毒性挥发成分对人体有严重危害，喷砂处理会产生大量粉尘，铬酸盐处理和磷化工艺均存在较为严重的环境污染等问题。

因此，开展硅烷化处理剂的制备研究并将其应用在金属表面的处理过程中会改变当前传统的处理模式，更加环保节能。

1 硅烷化处理的原理硅烷化处理是以有机硅烷为主要原料对金属或非金属材料进行表面处理的过程，该过程通过引入硅烷基与基材形成共价键连接，在金属表面形成高致密的保护膜。

硅烷是一类含硅基的有机/无机杂化物，其基本分子式为X-R-SiY3，其中的Y指的是与硅原子连接的可水解基团，其中R则是指非水解脂肪族链，其中的X指的是可以和有机材料实现反应的基团，例如乙烯基以及氨基等[2]。

金属表面硅烷化试剂可以在极难融合的环境下，将有机物以及材料进行连接，要想将这一过程实现全面的分析和研究，仅凭单一的理论内容很难完整，因此要将各理论有机统一，并对金属处理技术的作用进行分析，这样才能使技术分析更为科学合理。

金属表面处理环保新技术硅烷化处理

金属表面处理环保新技术——硅烷化处理[摘要] 硅烷化处理是以有机硅烷水溶液为主要成分对金属或非金属材料进行表面处理的过程。

在涂装行业，涂装前的表面处理以磷化为主，硅烷化处理与传统磷化相比具有节能、环保和降低成本的优点。

本文简述了硅烷化处理的特点、基本原理、施工工艺等。

[关键词] 硅烷；表面处理；磷化硅烷化处理是以有机硅烷为主要原料对金属或非金属材料进行表面处理的过程。

硅烷化处理与传统磷化相比具有以下多个优点：无有害重金属离子，不含磷，无需加温。

硅烷处理过程不产生沉渣，处理时间短，控制简便。

处理步骤少，可省去表调工序，槽液可重复使用。

有效提高油漆对基材的附着力。

可共线处理铁板、镀锌板、铝板等多种基材0 基本原理硅烷含有两种不同化学官能团，一端能与无机材料（如玻璃纤维、硅酸盐、金属及其氧化物）表面的羟基反应生成共价键；另一端能与树脂生成共价键，从而使两种性质差别很大的材料结合起来，起到提高复合材料性能的作用。

硅烷化处理可描述为四步反应模型，（1）与硅相连的3个Si-OR基水解成Si-OH；（2）Si-OH之间脱水缩合成含Si-OH的低聚硅氧烷；（3）低聚物中的Si-OH与基材表面上的OH形成氢键；（4）加热固化过程中伴随脱水反应而与基材形成共价键连接，但在界面上硅烷的硅羟基与基材表面只有一个键合，剩下两个Si-OH或者与其他硅烷中的Si-OH缩合，或者游离状态。

为缩短处理剂现场使用所需熟化时间，硅烷处理剂在使用之前第一步是进行一定浓度的预水解。

①水解反应：在水解过程中，避免不了在硅烷间会发生缩合反应，生成低聚硅氧烷。

低聚硅氧烷过少，硅烷处理剂现场的熟化时间延长，影响生产效率；低聚硅氧烷过多，则使处理剂浑浊甚至沉淀，降低处理剂稳定性及影响处理质量。

②缩合反应：成膜反应是影响硅烷化质量的关键步骤，成膜反应进行的好坏直接影响涂膜耐蚀性及对漆膜的附着力。

因此，对于处理剂的PH值等参数控制显的尤为重要。

并且对于硅烷化前的工件表面状态提出了更高的要求：1、除油完全；2、进入硅烷槽的工件不能带有金属碎屑或其他杂质；3、硅烷化前处理最好采用去离子水。

金属表面硅烷前处理技术的研究进展

技术进展
，2018，32 （增刊）： 98 ～ 102 SILICONE MATEＲIAL

金属表面硅烷前处理技术的研究进展
高子茹，文宇佳，易生平，廖俊，王晓玲* ，黄驰，张先亮
（武汉大学化学与分子科学学院，武汉 430072）
素电化学辅助沉积技术是由 L . Shapiro 等人
提出的阴极电沉积局部碱化机理发展而来，其基本原理为：对体系施加一个阴极电位使溶液局部碱化，较高浓度的—OH 催化硅烷缩合，从而促进硅烷沉积在阴极表面，形成硅烷膜层［18－ 19］。
（ 4）甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（ KH 560）1 ∶2 时膜层防腐效果最佳［16］。韩佳佳研究发现，采用 KH 560 与 3 －氨基丙基三甲氧基硅烷（ PTMS）体积比为 1 ∶2 的处理液制得的硅烷膜，其腐蚀电流密度比单一膜层下降 1 个数量级［17］。 2. 2 电化学辅助沉积硅烷膜制备方法及影响因
增刊
高子茹等．金属表面硅烷前处理技术的研究进展
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（ 2）（ 3）
水、醇按一定比例配制成硅烷溶液，硅烷溶液水解一定时间，再将金属基材在硅烷溶液中浸渍约数分钟后取出。硅烷膜层的性能与硅烷种类、硅烷浓度、硅烷溶液 pH 值、水解时间、浸渍时间、固化时间、固化温度等有关［8－17］。张琳琳等人探索了低乙醇含量的 γ－氨丙基三乙氧基硅烷（ KH 550）改性铝合金的工艺，发现处理液中硅烷、水、乙醇体积比为 5 ∶55 ∶40，涂膜后在 180℃ 下加热 40 min，能得到完整、均匀、耐蚀性较好的硅烷膜，该工艺在保证膜层性能的同时亦满足工业化生产中低成本、安全的需求［14］。此外，复合硅烷膜层也被广泛研究。J. Song 等人在铝基材表面制备了 KH 550 / 1，2－双（三乙氧基硅基）乙烷（ BTSE）复合膜层，该膜层能为铝基材提供更好的防腐保护，同时提出防腐保护效果与在铝基材表面形成的硅氧烷薄膜的疏水性有关［15］。胡巧玲探究了正硅酸乙酯（ TEOS）和硅烷偶联剂γ－缩水

硅烷科技专家交流发言稿

大家好！今天，我很荣幸能在这里与大家分享关于硅烷科技的一些见解。

硅烷科技作为一种新型的环保材料，在当今社会得到了越来越多的关注。

在此，我将以一个硅烷科技专家的身份，与大家探讨硅烷科技的发展现状、应用前景以及未来发展趋势。

一、硅烷科技的发展现状1. 硅烷科技的定义硅烷科技是指以硅烷为原料，通过化学反应合成一系列具有特定功能的高分子材料。

硅烷是一种含有硅元素的有机化合物，具有优异的耐腐蚀、耐高温、绝缘、防水等特性。

硅烷科技产品广泛应用于建筑、电子、汽车、航空航天等领域。

2. 硅烷科技的发展历程硅烷科技的发展可以追溯到20世纪50年代。

经过几十年的发展，硅烷科技已经取得了显著的成果。

目前，我国硅烷科技产业已经形成了从研发、生产到应用的完整产业链，技术水平不断提高。

3. 硅烷科技的市场规模随着硅烷科技产品的广泛应用，市场规模逐年扩大。

据统计，全球硅烷科技市场规模已超过100亿美元，我国市场规模也逐年攀升。

预计在未来几年，硅烷科技市场规模还将持续增长。

二、硅烷科技的应用前景1. 建筑领域硅烷科技在建筑领域的应用主要包括防水、保温、隔热、隔音等方面。

硅烷防水涂料具有优异的耐久性、环保性和施工方便等特点，已成为建筑防水材料的主流产品。

此外，硅烷保温隔热材料、硅烷隔音材料等也在建筑领域得到了广泛应用。

2. 电子领域硅烷科技在电子领域的应用主要体现在电子元器件的封装、绝缘、防潮等方面。

硅烷封装材料具有优异的电气性能和耐热性能，可提高电子产品的可靠性。

同时，硅烷绝缘材料、硅烷防潮材料等在电子领域也具有广阔的应用前景。

3. 汽车领域硅烷科技在汽车领域的应用主要包括防腐蚀、减震、隔音等方面。

硅烷防腐蚀涂料具有优异的耐腐蚀性能，可有效延长汽车使用寿命。

此外，硅烷减震材料、硅烷隔音材料等在汽车领域也得到了广泛应用。

4. 航空航天领域硅烷科技在航空航天领域的应用主要体现在飞机、卫星等产品的密封、隔热、隔音等方面。

硅烷密封材料具有优异的耐高温、耐腐蚀性能，可提高航空航天产品的可靠性。