利用電沉積SiO2薄膜構建新型防護體系.pdf

1、涂層體系被廣泛地應用于金屬的腐蝕與防護領域。一個完整的涂層體系通常至少由兩部分組成:預處理層和防護涂層。磷酸鹽轉化和鉻酸鹽鈍化是兩種常用的傳統(tǒng)預處理方法，能夠為整個涂層體系提供良好的結合力和耐腐蝕性能。但是，由于磷酸鹽轉化會造成水體富營養(yǎng)化，鉻酸鹽膜中的六價鉻具有致癌性，限制了它們的應用，因此，不論對學術研究或工業(yè)應用來講，尋找一種不僅能夠提供良好的腐蝕防護性能，而且具有環(huán)境友好性的新型預處理方法都是很迫切的。溶膠-凝膠法(sol-ge

2、l)制備的無機膜、有機膜以及無機-有機雜化膜成為最有希望取代這兩種傳統(tǒng)工藝的綠色環(huán)保工藝。然而，由于sol-gel法制備的上述薄膜很薄（＜1μm），且無機膜易脆，有機膜的官能團對后續(xù)涂層具有選擇性等原因限制了它的廣泛應用。針對常規(guī)sol-gel法的這些缺點，本論文提出利用電化學輔助技術制備的SiO2薄膜(E-SiO2)來構建新型涂裝防護體系，拓展了SiO2薄膜的應用領域。本論文的主要研究內容有:
　　 (1)以E-SiO2膜為預

3、處理層來構建金屬/E-SiO2膜/環(huán)氧涂層體系。研究發(fā)現(xiàn)，E-SiO2膜與金屬基體間是通過M-O-Si鍵結合的（其中M表示金屬），因此E-SiO2膜與金屬間的結合力很好;而制得的E-SiO2膜，表面粗糙多孔，故環(huán)氧涂層可以很好的滲入到E-SiO2膜中，使E-SiO2膜層與環(huán)氧涂層之間具有很好的結合力。阻抗及鹽霧實驗等測試結果表明，經(jīng)E-SiO2膜預處理的環(huán)氧涂層具有非常優(yōu)異的防腐蝕性能，甚至優(yōu)于傳統(tǒng)的磷酸鹽轉化，且與鉻酸鹽鈍化工藝的防護

4、性能相當。此外，E-SiO2膜還可以用作緩蝕劑(如苯駢三氮唑，BTA)的“存儲器”，缺陷涂層的EIS測試及浸泡實驗結果表明，經(jīng)E-SiO2膜+BTA預處理過的涂層體系具有更優(yōu)異的防腐性能。
　　 (2)以E-SiO2膜為預處理層來構建超疏水防護體系。超疏水表面的構建需滿足兩個條件:粗糙的表面和低表面能物質。研究發(fā)現(xiàn)，因電化學輔助沉積法制備的SiO2膜表面粗糙度較大，且通過改變沉積時間和沉積電位，均能改變SiO2膜的厚度和粗糙度，