鋁合金表面復(fù)合硅烷膜的制備及性能研究.pdf

1、隨著社會對環(huán)境保護(hù)的重視，具有高度污染性的鉻酸鹽鈍化處理技術(shù)正逐步退出鋁合金表面處理的舞臺，環(huán)境友好型的硅烷化處理技術(shù)應(yīng)運而生，憑借其工藝簡單、能耗低、處理液無毒性、膜層耐蝕性能高等一系列優(yōu)點受到越來越多的關(guān)注。然而由于傳統(tǒng)的硅烷膜功能單一、機(jī)械性能差、膜層不具備“自愈”能力，限制了硅烷化處理的應(yīng)用發(fā)展。本實驗針對傳統(tǒng)硅烷化處理技術(shù)中存在的缺陷，在鋁合金表面制備了復(fù)合硅烷膜并對其進(jìn)行了一系列的表征測試;結(jié)合稀土轉(zhuǎn)化膜的特點，實驗選用硝酸

2、鈰銨改性復(fù)合硅烷膜，制備了具有一定自修復(fù)能力的雜化硅烷膜。
　　本實驗將兩種性質(zhì)不同的硅烷偶聯(lián)劑KH560和PTMS進(jìn)行復(fù)配，制備復(fù)合硅烷處理液。通過監(jiān)測溶液水解過程中的電導(dǎo)率，采用控制變量法研究了不同因素對復(fù)合硅烷液水解過程的影響，并確定了處理液的最佳水解體系為甲醇用量15wt％、硅烷偶聯(lián)劑濃度8wt％、水解液pH為6、水解溫度30℃。
　　將達(dá)到水解平衡的硅烷液用于鋁合金表面處理工藝中，通過對硅烷濃度、固化溫度、成膜時間

3、等條件進(jìn)行優(yōu)化，在鋁合金表面制備一層復(fù)合硅烷膜層。對膜層進(jìn)行耐蝕性和機(jī)械性能測試，結(jié)果表明:用KH560∶PTMS為1∶2的處理液在150℃高溫下干燥1.5h后制備的復(fù)合硅烷膜性能最好。紅外光譜測試揭示了復(fù)合膜層的形成機(jī)理，通過與不同膜層試樣進(jìn)行對比測試，直觀評價了復(fù)合硅烷膜的綜合性能，其中，在電化學(xué)測試中復(fù)合硅烷膜的腐蝕電流為1.641×10^-8A/cm2較單一膜層下降了1個數(shù)量級、較氧化膜試樣下降了2個數(shù)量級，表明復(fù)合膜層試樣的腐

4、蝕速率最慢;接觸角測試中復(fù)合膜層與水的接觸角為92.5°，較其他試樣具有更高的疏水性;而膜層表面SEM掃描圖則表明復(fù)合硅烷膜層更加平整均勻。
　　實驗選用硝酸鈰銨對復(fù)合硅烷膜進(jìn)行改性，研究了硝酸鈰銨的摻雜對成膜工藝帶來的變化。結(jié)果表明:添加了0.5g硝酸鈰銨的復(fù)合硅烷處理液在180℃下固化1.0h后形成的雜化膜層綜合性能最好。紅外譜圖中沒有出現(xiàn)與鈰相關(guān)的吸收峰，表明在成膜過程中硝酸鈰銨不與硅烷偶聯(lián)劑反應(yīng);雜化膜層的SEM掃描圖中出