鋁合金表面復合硅烷膜的制備及性能研究.pdf

1、隨著社會對環(huán)境保護的重視，具有高度污染性的鉻酸鹽鈍化處理技術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應運而生，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注。然而由于傳統(tǒng)的硅烷膜功能單一、機械性能差、膜層不具備“自愈”能力，限制了硅烷化處理的應用發(fā)展。本實驗針對傳統(tǒng)硅烷化處理技術中存在的缺陷，在鋁合金表面制備了復合硅烷膜并對其進行了一系列的表征測試;結合稀土轉化膜的特點，實驗選用硝酸

2、鈰銨改性復合硅烷膜，制備了具有一定自修復能力的雜化硅烷膜。
　　本實驗將兩種性質(zhì)不同的硅烷偶聯(lián)劑KH560和PTMS進行復配，制備復合硅烷處理液。通過監(jiān)測溶液水解過程中的電導率，采用控制變量法研究了不同因素對復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、等條件進行優(yōu)化，在鋁合金表面制備一層復合硅烷膜層。對膜層進行耐蝕性和機械性能測試，結果表明:用KH560∶PTMS為1∶2的處理液在150℃高溫下干燥1.5h后制備的復合硅烷膜性能最好。紅外光譜測試揭示了復合膜層的形成機理，通過與不同膜層試樣進行對比測試，直觀評價了復合硅烷膜的綜合性能，其中，在電化學測試中復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，表明復合膜層試樣的腐

4、蝕速率最慢;接觸角測試中復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掃描圖則表明復合硅烷膜層更加平整均勻。
　　實驗選用硝酸鈰銨對復合硅烷膜進行改性，研究了硝酸鈰銨的摻雜對成膜工藝帶來的變化。結果表明:添加了0.5g硝酸鈰銨的復合硅烷處理液在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;雜化膜層的SEM掃描圖中出