碳鋼表面納米SiO-,2-薄膜的制備及性能研究.pdf

1、該工作是"十五"國家科技攻關(guān)項目的一部分,目的是研究利用分子自組裝技術(shù)在金屬表面制備具有防腐蝕功能的納米膜的可能性.以改性有機硅樹脂為原料,采用分子自組裝法,首次在碳鋼表面設(shè)計、合成了一類新型高度有序自組裝體系——有機硅氧烷類自組裝單分子膜(SAMs),并探索了該體系在金屬腐蝕防護中的使用性能.分子自組裝工藝的研究表明,成膜過程中的浸漬溫度和浸漬時間對薄膜結(jié)構(gòu)影響不大,而提拉速度、風(fēng)干時間、稀釋劑濃度與種類對薄膜結(jié)構(gòu)與性能有較大影響.提

2、拉速度較大時,制得薄膜的厚度較為均一,耐蝕性較好.汽油作為稀釋劑要優(yōu)于煤油.熱處理工藝,尤其是熱處理最高溫度和升溫速度對薄膜結(jié)構(gòu)有較大的影響.熱處理最高溫度為350℃,升溫速度為1℃/min時,所得薄膜保護效果最好.采用X射線能譜儀(EDS)和X光電子能譜(XPS)對薄膜的分析結(jié)果指出,所制備的自組裝單分子薄膜的化學(xué)成分主要是Si、O、C三種元素,Si元素與O元素的平均原子百分比為1:2,且不同區(qū)域各元素分布比較均勻.薄膜中Si元素的化

3、學(xué)結(jié)合方式為SiO<,2>狀態(tài).角分辨X光電子能譜(angular-dependent XPS)分析薄膜表層元素的空間分布的結(jié)果表明,Si、O交替以Si-O-Si鍵結(jié)合而形成二維空間網(wǎng)絡(luò)薄膜.掃描電子顯微鏡(SEM)和原子力顯微鏡(AFM)分析結(jié)果示出,薄膜表面是由橢球形的SiO<,2>顆粒緊密排列而成,平均顆粒度20nm,薄膜形貌為規(guī)則的條紋狀.采用動電位掃描法對成膜碳鋼試樣測試的陽極極化曲線顯示,碳鋼在腐蝕介質(zhì)中處于鈍化狀態(tài).浸漬試