碳鋼表面納米TiO-,2-復合膜的制備及耐蝕性能研究.pdf

1、二氧化鈦薄膜利用光電化學特性作為非犧牲型陽極對金屬進行光生陰極保護，是一個很有前景的研究方向。目前，在Cu、不銹鋼、玻璃等材料上的研究較多，而對使用量最大的碳鋼研究則較少。因此系統(tǒng)地研究二氧化鈦薄膜在碳鋼表面的防腐蝕性能有著非常重要的意義。
　　 本論文在碳鋼表面制備納米TiO2復合膜，研究了制備工藝條件的設計和優(yōu)化，對其結構進行表征并重點研究了其耐蝕性能。采用化學鍍鎳磷作為中間過渡層來解決二氧化鈦與碳鋼基體的結合力問題。先利用

2、化學鍍在Q235碳鋼試片上制備出一層均勻光亮的鎳磷層，然后通過溶膠凝膠法和浸漬提拉法在其上制備納米TiO2膜，形成納米TiO2復合膜。主要得出以下結論:
　　 首先，對化學鍍鎳磷的工藝進行研究。對Q235碳鋼進行前處理，以硫酸鎳為主鹽，次磷酸鈉為還原劑，采用單因素法分析溫度、PH對鍍速和鍍層性能的影響，結果表明:隨著溫度的升高，沉積速度不斷增大，但超過一定溫度鍍液分解，溫度升高，鍍層的磷含量降低，pH值越低，鍍層磷含量越高。綜合

3、鍍速和磷含量，鍍液溫度確定為86±2℃，pH值4.4～5.0。然后利用正交試驗優(yōu)化工藝確定鍍液的組成，得到醋酸鈉12g/L，檸檬酸:乳酸=10:25(質量比)，施鍍時間為60min。對碳鋼表面的鎳磷鍍層進行SEM、EDS和XRD表征表明:鍍層完整、均勻、結合力好、孔隙少，鍍層厚度為16.594μm。磷含量為8.65％(w)，為非晶態(tài)，耐蝕性能較好。
　　 然后，在鍍完鎳磷層的試片上采用溶膠凝膠法制備納米TiO2薄膜。通過正交實驗

4、優(yōu)化溶膠組成后浸漬提拉成膜，得到溶膠的的各組分的摩爾比:Ti(OBU)4:EtOH:AcAc:H2O:HNO3=1:18:0.8:2:0.3，溶膠的總體積約為153ml。對薄膜進行SEM、XRD表征，結果表明鍍有鎳磷中問層的Q235碳鋼上制備的納米TiO2膜是連續(xù)的、完整的、沒有裂紋。提拉3次得到的薄膜消除了龜裂缺陷，結合良好。以2mm/s的速率拉提，首次成膜98nm左右，熱處理溫度宜控制在450～500℃，是納米TiO2從銳鈦礦向金紅