金屬表面硅烷復(fù)合膜的制備及在海水中的腐蝕性能研究.pdf

1、金屬材料的腐蝕現(xiàn)象無處不在，不僅給社會發(fā)展帶來了巨大的經(jīng)濟損失，而且阻礙著科學(xué)技術(shù)的進步。在海水環(huán)境中，金屬材料的腐蝕主要是由界面開始，不斷向基體內(nèi)部擴展，因此對金屬表面進行處理可以有效的延緩或阻止腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。傳統(tǒng)的金屬表面處理工藝（磷化及鉻處理）毒性大，而且防護成本高，因此，開發(fā)一種環(huán)境友好、價格低廉、易于操作的的金屬防腐技術(shù)成為一個重要的課題。
　　研究表明，硅烷水解后易于在金屬表面成膜，但是由于膜層中微孔、裂紋和低交聯(lián)區(qū)

2、域的存在，有機硅烷膜的防腐作用并不能持久。通過在硅烷溶液中加入納米顆?；蚪饘冫}等無機成分來制備有機-無機硅烷復(fù)合膜可以有效地改善硅烷膜的這些缺陷，與單純的硅烷膜相比，其在海水中的耐蝕性能也有了很大的提高。本論文選用雙-[3-(三乙氧基)硅丙基]四硫化物(BTESPT)為研究對象，用浸漬法在304不銹鋼表面制備了BTESPT/TiO2/MWCNT硅烷復(fù)合膜，借助動電位極化技術(shù)和電化學(xué)阻抗技術(shù)測試了復(fù)合膜在海水中的耐蝕性能。動電位極化曲線分

3、析結(jié)果表明，BTESPT/TiO2/MWCNT硅烷復(fù)合膜比BTESPT/TiO2硅烷復(fù)合膜具有更好的電化學(xué)穩(wěn)定性；電化學(xué)阻抗圖譜測試結(jié)果表明，BTESPT/TiO2/MWCNT硅烷復(fù)合膜在海水中的耐蝕性能也有了很大的提高。由于TiO2在海水環(huán)境中會優(yōu)先腐蝕，MWCNT的加入，能夠與TiO2及BTESPT的官能團結(jié)合成鍵，對TiO2顆粒有很好的穩(wěn)固作用，同時對于增加膜的致密性，阻止腐蝕介質(zhì)的浸入有很大的幫助。
　　本論文將BTESP

4、T/TiO2硅烷復(fù)合膜防腐體系引入到2024鋁合金基體上，并通過電化學(xué)阻抗圖譜手段研究其電化學(xué)性能，但是由于硅烷復(fù)合膜在2024鋁合金基體之間的結(jié)合力比較弱，影響了膜層在海水中的的耐蝕性能。為克服這些缺點，利用陰極電沉積法在2024鋁合金表面成功制備了BTESPT硅烷膜、BTESPT/TiO2和BTESPT/TiO2/MWCNT硅烷復(fù)合膜。掃描電子顯微鏡結(jié)果表明，電沉積法制備的BTESPT硅烷膜與提拉法制備的BTESPT硅烷膜相比，膜層

5、的厚度、致密性以及成膜均勻性有明顯的增加。動電位極化曲線結(jié)果表明，陰極電沉積法制備的硅烷復(fù)合膜要比浸漬法制備的復(fù)合膜更為有效的抑制腐蝕介質(zhì)的浸入；電化學(xué)阻抗結(jié)果對比表明了陰極電沉積法制備的BTESPT/TiO2/MWCNT硅烷復(fù)合膜的耐蝕性能要好于BTESPT/TiO2復(fù)合膜，兩者對比提拉法制備的BTESPT/TiO2復(fù)合膜，其耐蝕性能提高的非常明顯。一方面由于陰極電沉積法的催化作用在陰極處生成大量的OH-，有助于增加膜層與基體之間形成