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專家介紹達(dá)克羅涂層的粘結(jié)機(jī)理和防腐機(jī)理时间:2019-12-26 作者:杭州赫格納斯【原创】 阅读 達(dá)克羅技術(shù)的基體材料范圍:鋼鐵制品及有色金屬如鋁、鎂及其合金,銅、鎳、鋅等及其合金。而且涂覆全過程中無污染,在金屬表面處理歷史上是一場革命,是當(dāng)今世界上金屬表面處理富有代表性的高新技術(shù)。下面我們?yōu)榇蠹宜鶐淼木褪沁_(dá)克羅涂層的粘結(jié)機(jī)理和防腐機(jī)理,如果你想知道的話可以來看看。 達(dá)克羅涂層粘結(jié)機(jī)理 達(dá)克羅涂層是把涂液涂覆在基體上,后經(jīng)烘干和燒結(jié),在基體上成膜,與基體結(jié)合緊密,關(guān)于涂層的粘結(jié)機(jī)制,主要是Cr的作用(選擇鉻酐作為粘結(jié)劑),粘結(jié)劑有兩個(gè)作用,其一是固化過程中Cr6+被還原生成無定型的nCrOmCrO,作為粘結(jié)劑將Zn粉、Al粉結(jié)合在一起;其二是涂液中的鉻酸鹽使Zn粉、Al粉和鋼基體氧化并生成鉻酸鹽鈍化膜[8],固化后互相粘結(jié),使膜層與基體結(jié)合緊密。 在達(dá)克羅涂液配制時(shí)發(fā)生的反應(yīng)主要有CrO+HO→HCrO,Al-3e→Al3+,Zn-2e→Zn2+;在涂層形成的過程中發(fā)生的反應(yīng)主要有Zn+CrO-+H+→Zn(OH)mCr(OH)nCr(OH),Al+CrO-+H+→Al(OH)mCr(OH)nCr(OH),基體發(fā)生的反應(yīng)是Fe+CrO-+H+→Fe(OH)mCr(OH)nCr(OH)。 由于形成了絡(luò)合物使基體與涂層緊密的結(jié)合在一起,然后再經(jīng)過燒結(jié)成膜。而由于達(dá)克羅涂層中成分較多,對于在涂層形成過程中具體發(fā)生的粘結(jié)反應(yīng),很多學(xué)者和專家都提出了不同的看法。于興文等[9]根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推斷達(dá)克羅涂層固化過程中發(fā)生的反應(yīng)是Cr6+被還原成Cr3+,同時(shí)Zn和Al被氧化。于升學(xué)等[10]用XPS法研究了固化過程中Cr的價(jià)態(tài)及分布情況后發(fā)現(xiàn),在燒結(jié)過程中主要生成CrO和CO,HO,燒結(jié)時(shí)間超過30 min,Cr6+含量不隨時(shí)間延長而變化,表明可能生成了涂層中的mCrOnCrO,該物質(zhì)在300℃下的穩(wěn)定性不受還原劑的影響。 達(dá)克羅涂層防腐機(jī)理 達(dá)克羅涂層的外觀呈銀灰色,是一種將超細(xì)片狀Zn和片狀A(yù)l疊合包裹在特殊粘結(jié)劑中的無機(jī)涂層,它的防腐作用主要從ZnAl犧牲保護(hù)、ZnAl涂層自修復(fù)、物理屏蔽等方面對鋼基體進(jìn)行保護(hù)。 圖1是達(dá)克羅涂層的構(gòu)造示意圖,極薄的片狀Zn、片狀A(yù)l和鉻酸鹽是重疊疊加組成。鉻酸對片狀Zn、片狀A(yù)l包裹鈍化并對基體鈍化,起到膜層體系的鉻化作用將Zn片、Al片、金屬基體黏結(jié)在一起。而Fe的電位比Zn和Al的電位都要高,當(dāng)腐蝕介質(zhì)作用于達(dá)克羅涂層時(shí),首先是ZnAl片的犧牲保護(hù)[11],再經(jīng)過鉻酸鹽層與第二層Zn片、Al片起氧化作用,如此進(jìn)行下去直至金屬基體,其腐蝕介質(zhì)的路線是曲折的。同時(shí)達(dá)克羅涂層由幾十層片狀Zn粉、片狀A(yù)l粉、鉻酸鈍化物層層疊加,具有物理屏蔽作用,形成無數(shù)層鈍化屏蔽膜,可以有效抵抗腐蝕介質(zhì)的作用。 此外,達(dá)克羅涂層中的鉻酸在固化中大部分被還原劑還原成不溶性Cr3+化合物的形式存在,仍有少量以可溶性Cr6+化合物鉻酸鹽形式存在。當(dāng)膜層因外力劃傷后,空氣中的水分使膜層中的Cr6+溶解并對露出的Zn片、Al片重新鈍化,從而使膜層劃傷處得到“自修復(fù)”[12]產(chǎn)生新的抗腐蝕能力,使腐蝕介質(zhì)的腐蝕能力[13]延緩和腐蝕路線延長。 因此,在相同實(shí)驗(yàn)條件下,同樣涂層厚度的達(dá)克羅涂層要優(yōu)于單純的滲(鍍)鋅涂層的耐蝕性能。對滲鋅和達(dá)克羅涂層在海洋環(huán)境[14]和淡水環(huán)境[15]中的腐蝕行為研究發(fā)現(xiàn),達(dá)克羅涂層的耐蝕性優(yōu)于滲鋅涂層,能對基體起到更好的保護(hù)作用。 |