鋼鐵表面硅烷鋯鹽植酸復合轉化膜耐腐蝕機理研究

陳啟波，趙永武，b，卞 達，b

(江南大學a.機械工程學院，b.江蘇省先進食品制造裝備技術重點實驗室，江蘇 無錫 214100)

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鋼鐵在日常生活中很容易受到外界因素的影響而發生腐蝕。為了提高其耐蝕性，延長其使用壽命及增強其對后續有機涂層的附著力，通常會對鋼鐵表面進行鉻酸鹽轉化或磷化等前處理[1]。但傳統的磷酸鹽和鉻酸鹽化學轉化技術會對環境造成嚴重污染，所以研發環保型化學轉化技術已受到學者們的廣泛關注[2]。

硅烷化處理是以有機硅烷為主要原料，在金屬表面形成一層防腐蝕的硅烷膜層[3，4]。硅烷化處理為環保型處理技術，硅烷化處理不含磷，無有害重金屬離子；硅烷化過程不產生沉渣，處理時間短，工序簡單，槽液可重復使用，處理過程耗能較少[5]。但單一硅烷膜防腐蝕性能有待提高，國內外學者為提高硅烷膜性能進行了大量的探索與研究，如添加稀土鹽、稀有金屬等[6，7]。其中鋯鹽轉化技術具有環保、節能、操作簡便、成本低等優點，且鋯鹽轉化膜的三維結構與鉻酸鹽轉化膜的類似[8]。有研究發現植酸是一種少見的金屬多齒鰲合劑，分子中有能與金屬配位的24 個氧原子、12個羥基及6 個磷酸根，這種獨特的結構賦予植酸很好的成膜性[9，10]。然而，目前有關硅烷膜中同時添加鋯鹽與植酸的卻鮮有報道。

本工作以雙-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物(BTESPT)為主要硅烷成膜劑，通過正交試驗優選了硅烷鋯鹽復合膜成膜工藝條件，并比較了摻雜硝酸鋯及植酸后的硅烷復合膜與單一硅烷膜的耐蝕性能。……