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金屬表面帶銹處理技術(shù)研究進展
作者： 湖南固特瑞 瀏覽量：8640 發(fā)布時間：2017-07-19
2 帶銹處理的種類
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)，達到對金屬表面除銹和保護的雙重目的?，F(xiàn)在廣泛研究的帶銹處理技術(shù)包括三種類型：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)是利用對銹層滲透、潤濕作用強的涂層將疏松的銹層物理包覆起來，一般與銹層不發(fā)生化學反應，只是將活潑的銹層與外界侵蝕性環(huán)境隔離開來，防止金屬的進一步腐蝕。同時也利用涂層的防護作用保護金屬。
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)生的絡合陰離子能夠與活潑的銹層反應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到穩(wěn)定銹層的目的。穩(wěn)銹劑的種類很多，包括無機的鐵酸鹽、磷酸鹽、鉻酸鹽以及有機氮堿化合物等[3]。
無機穩(wěn)銹劑是受到銹層中組織致密、穩(wěn)定并具有一定保護作用的四氧化三鐵（Fe3O4）的晶體結(jié)構(gòu)啟發(fā)，通過加入二價和三價的離子促使銹層中的活潑成分形成類似于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，式（1-1）。
穩(wěn)定型處理對金屬表面的銹蝕程度要求不嚴，但是穩(wěn)定劑對銹層轉(zhuǎn)化程度低，且穩(wěn)定銹層需要很長時間，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型帶銹處理，它是通過銹轉(zhuǎn)化劑與活潑的銹層發(fā)生化學反應形成轉(zhuǎn)化膜，此轉(zhuǎn)化膜對金屬基體有一定保護作用，其成分為金屬螯合物或絡合物。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)情況下當作底漆使用。
3 轉(zhuǎn)化劑作用機理
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，研究表明正是通過鄰羥基基團與銹層作用形成藍色的單寧酸鐵金屬螯合物，其形成過程如圖2[4]。由于單寧酸有很多鄰羥基基團，可以與大量鐵離子反應，而鐵離子也可以與幾個不同的單寧酸分子反應，如此交錯的反應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，二是反應使得原來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，提高了整體的保護性。
4 存在問題
目前，帶銹處理技術(shù)只能在表面銹層厚度為30μm～40μm的鋼鐵表面進行，超過這個厚度，帶銹處理技術(shù)起不到提高附著力的作用，因此，亟需開發(fā)性能優(yōu)異的轉(zhuǎn)化劑及帶銹處理技術(shù)。
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