金屬鋁鍍層的超疏水化處理及其抗腐蝕性能研究.pdf

1、鋁鍍層是常用的一種金屬防腐鍍層，其制備方法也較多。對(duì)某些表面活性強(qiáng)（比如金屬鈾）的金屬進(jìn)行表面鍍鋁時(shí)，往往需要采用真空物理鍍膜方法，其中磁控濺射離子鍍是目前應(yīng)用較多的表面保護(hù)鍍層制備技術(shù)。然而，磁控濺射鋁鍍層一般很薄且致密度不高，存在微小的孔隙，在潮濕的氣氛中，水汽和其它腐蝕性介質(zhì)容易通過這些微孔進(jìn)入鍍層內(nèi)部，與基體金屬反應(yīng)，導(dǎo)致膜基結(jié)合力下降甚至薄膜脫落。因此，此類金屬表面獲得鋁鍍層后的防水處理仍然十分必要。而超疏水膜技術(shù)由于可以有效

2、地降低水對(duì)金屬表面的浸潤，減緩水蒸氣在金屬表面的凝結(jié)和擴(kuò)散，而在金屬防腐領(lǐng)域中得到廣泛關(guān)注。因此，本文提出通過磁控濺射技術(shù)和超疏水膜相結(jié)合的方法，對(duì)金屬表面的磁控濺射鋁鍍層進(jìn)行超疏水化處理，以進(jìn)一步提高金屬的抗腐蝕能力的設(shè)想。
　　本文在分析磁控濺射鋁鍍層特點(diǎn)和綜述超疏水膜制備及其在金屬防腐中的應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)上，提出了一種全新的鋁鍍層表面超疏水膜的構(gòu)建方法:在10wt％的稀硫酸中，對(duì)磁控濺射鋁鍍層進(jìn)行陰極電化學(xué)刻蝕，在鍍層表面構(gòu)建了

3、微納復(fù)合結(jié)構(gòu)，并通過十四酸修飾，制備出超疏水膜，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探索了影響表面微結(jié)構(gòu)的因素及其影響規(guī)律。利用激光共聚焦拉曼光譜、掃描電鏡、接觸角測量儀等手段表征超疏水表面的結(jié)構(gòu)特征及其形成機(jī)制;利用動(dòng)電位極化、線性極化、濕熱腐蝕和鹽霧腐蝕試驗(yàn)手段研究了超疏水表面的抗腐蝕性能。主要研究結(jié)果表明:
　　幾種常規(guī)的鋁金屬塊體或金屬箔片表面微納結(jié)構(gòu)的制備方法并不適用于鋁鍍層（微米尺寸）表面的微納結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，而電化學(xué)陰極電流刻蝕的方法不破壞鋁鍍層

4、，是一種在鋁鍍層表面構(gòu)建微納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的合適方法。
　　通過分析陰極刻蝕過程中鍍層表面組成及形貌變化，研究了陰極電流、陽極析出的氧以及溶液中H+濃度對(duì)鍍層表面微觀結(jié)構(gòu)變化的影響規(guī)律。利用此規(guī)律性認(rèn)識(shí)，通過控制溶液H+濃度、刻蝕時(shí)間和陰極電流密度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋁鍍層表面微納結(jié)構(gòu)的構(gòu)建與控制，此微納結(jié)構(gòu)的主要特征在于鋁鍍層微米級(jí)晶粒變成了表面和邊緣具有納米尺寸絮狀物的花瓣?duì)罱Y(jié)構(gòu)。對(duì)這種微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的鋁鍍層表面經(jīng)過十四酸修飾后，獲得了水滴接