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金屬表面帶銹處理技術(shù)研究進(jìn)展
作者： 湖南固特瑞 瀏覽量：8823 發(fā)布時(shí)間：2017-07-19
2 帶銹處理的種類(lèi)
帶銹處理技術(shù)是選擇能將銹層穩(wěn)定、鈍化或轉(zhuǎn)化的化合物，使得活潑的銹層變?yōu)榉€(wěn)定的物質(zhì)，達(dá)到對(duì)金屬表面除銹和保護(hù)的雙重目的。現(xiàn)在廣泛研究的帶銹處理技術(shù)包括三種類(lèi)型：滲透型、鈍化型和轉(zhuǎn)化型[2]。
2.1 滲透型
滲透型帶銹處理技術(shù)是利用對(duì)銹層滲透、潤(rùn)濕作用強(qiáng)的涂層將疏松的銹層物理包覆起來(lái)，一般與銹層不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，只是將活潑的銹層與外界侵蝕性環(huán)境隔離開(kāi)來(lái)，防止金屬的進(jìn)一步腐蝕。同時(shí)也利用涂層的防護(hù)作用保護(hù)金屬。
2.2 穩(wěn)定型
穩(wěn)定型帶銹處理技術(shù)的主要組成部分為穩(wěn)銹劑，它產(chǎn)生的絡(luò)合陰離子能夠與活潑的銹層反應(yīng)形成難溶的雜多酸化合物，這種雜多酸化合物是惰性的從而達(dá)到穩(wěn)定銹層的目的。穩(wěn)銹劑的種類(lèi)很多，包括無(wú)機(jī)的鐵酸鹽、磷酸鹽、鉻酸鹽以及有機(jī)氮堿化合物等[3]。
無(wú)機(jī)穩(wěn)銹劑是受到銹層中組織致密、穩(wěn)定并具有一定保護(hù)作用的四氧化三鐵（Fe3O4）的晶體結(jié)構(gòu)啟發(fā)，通過(guò)加入二價(jià)和三價(jià)的離子促使銹層中的活潑成分形成類(lèi)似于Fe3O4的結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定物質(zhì)（如氫氧化鋅與活潑的γ-FOOH反應(yīng)，式（1-1）。
穩(wěn)定型處理對(duì)金屬表面的銹蝕程度要求不嚴(yán)，但是穩(wěn)定劑對(duì)銹層轉(zhuǎn)化程度低，且穩(wěn)定銹層需要很長(zhǎng)時(shí)間，因此在使用后仍有腐蝕生銹的可能。
2.3 轉(zhuǎn)化型
轉(zhuǎn)化型帶銹處理又叫做反應(yīng)型帶銹處理，它是通過(guò)銹轉(zhuǎn)化劑與活潑的銹層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成轉(zhuǎn)化膜，此轉(zhuǎn)化膜對(duì)金屬基體有一定保護(hù)作用，其成分為金屬螯合物或絡(luò)合物。目前，轉(zhuǎn)化型帶銹處理的主要方式是將銹轉(zhuǎn)化劑加入與一些成膜物質(zhì)相結(jié)合制成轉(zhuǎn)化型帶銹涂料，這種涂料絕大多數(shù)情況下當(dāng)作底漆使用。
3 轉(zhuǎn)化劑作用機(jī)理
在帶銹處理中，最重要的組成部分就是銹轉(zhuǎn)化劑，經(jīng)過(guò)許多研究者的研究發(fā)現(xiàn)能夠?qū)︿P層有較好轉(zhuǎn)化作用的銹轉(zhuǎn)化劑主要包括亞鐵氰酸、磷酸以及單寧酸等。
單寧酸是一種大分子化合物，其典型的結(jié)構(gòu)如圖1所示。單寧酸中含有大量羥基和酯基基團(tuán)，研究表明正是通過(guò)鄰羥基基團(tuán)與銹層作用形成藍(lán)色的單寧酸鐵金屬螯合物，其形成過(guò)程如圖2[4]。由于單寧酸有很多鄰羥基基團(tuán)，可以與大量鐵離子反應(yīng)，而鐵離子也可以與幾個(gè)不同的單寧酸分子反應(yīng)，如此交錯(cuò)的反應(yīng)形成致密的單寧酸鐵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。此致密的螯合物沉積在金屬表面上形成保護(hù)層，呈現(xiàn)出很好的耐蝕性。
單寧酸處理表現(xiàn)出優(yōu)異的耐蝕性的原因兩方面：一是形成了致密的單寧酸轉(zhuǎn)化膜，二是反應(yīng)使得原來(lái)疏松多孔的銹層也變得致密，可以有效阻止外界侵蝕性離子的滲透，提高了整體的保護(hù)性。
4 存在問(wèn)題
目前，帶銹處理技術(shù)只能在表面銹層厚度為30μm～40μm的鋼鐵表面進(jìn)行，超過(guò)這個(gè)厚度，帶銹處理技術(shù)起不到提高附著力的作用，因此，亟需開(kāi)發(fā)性能優(yōu)異的轉(zhuǎn)化劑及帶銹處理技術(shù)。
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