彩色热镀 Zn-Ti-Ni 和 Zn-Mn-Cu 合金镀层的研究

研究了彩色热镀锌工艺及彩色涂层的成色原理，进行了一系列镀浴成分和彩色热镀工艺的试验，筛选出Ｚｎ＿Ｔｉ＿Ｎｉ和Ｚｎ＿Ｍｎ＿Ｃｕ两种镀液成分，在一定的浸镀温度和冷却方式下，可以获得表面光滑、成色均匀鲜艳的彩虹、金黄、紫、蓝色镀件。通过理论分析和俄歇电子能谱、Ｘｒａｙ衍射分析，发现Ｚｎ＿Ｔｉ＿Ｎｉ彩色热镀锌层表面形成均匀的Ｔｉ的氧化物膜，Ｔｉ与Ｏ的化学计量比接近Ｔｉ２Ｏ３；ＺｎＭｎＣｕ彩色热镀锌层表面形成含ＭｎＯ和ＺｎＭｎ２Ｏ４的氧化物膜；Ｚｎ＿Ｔｉ＿Ｎｉ彩色热镀锌镀层表面产生颜色是由于氧化膜使光发生干涉而产生，表面颜色取决于氧化膜厚度；Ｚｎ＿Ｍｎ＿Ｃｕ彩色热镀锌层表面成色是由于配位场中过渡金属锰离子产生的。     

热浸Zn-Ti合金镀层的显微组织与耐蚀性能

为了抑制热镀锌过程中因含硅活性钢引起的镀层超厚生长,本文采用在纯锌浴中加Ti的方法,研究了0.09%Si钢在含低于0.1%Ti的几种锌浴中热浸镀获得的组织,并采用盐雾腐蚀,电化学极化以及X射线光电子能谱等方法,研究了Zn和Zn-Ti镀层的耐蚀性能。结果表明,随着锌浴中Ti含量的增加,Ti对ζ相生长的抑制作用增强,合金层厚度逐渐减薄,Ti能有效地抑制含硅活性钢镀层的超厚生长。当Ti含量大于0.05%时,镀层中出现Γ2粒子。Zn-Ti合金镀层在5%NaCl溶液中发生自发腐蚀的倾向小于Zn镀层,其极化电阻增大,腐蚀电流密度减小,耐蚀性能提高。Zn-Ti镀层表面形成的氧化膜由ZnO 和TiO2组成。锌钛合金镀层的耐腐蚀性能优于纯锌镀层是由于在镀层表面形成了更加稳定的TiO2膜。     

固相Fe在高温液相Zn中的溶解行为

研究了自然对流条件下固相Fe在高温液相Zn中的溶解行为,并探讨了相应的溶解机制.结果表明:固相Fe浸入液相Zn中,随着温度的升高,Fe在液相Zn中的饱和浓度逐渐增加;溶解速率随液相Zn温度的升高显著增大,在520、560和600℃液相Zn中的溶解速率常数分别为2.1×10-6、5.06×10-6和7.15×10-6 m...     

磷化/钼酸盐后处理的热镀锌钢板的电化学行为

将热镀锌钢板先磷化再用钼酸盐溶液进行封闭后处理,通过塔菲尔极化和电化学阻抗测量研究其在5%NaCl水溶液中的腐蚀电化学行为,并与单磷化的热镀锌钢板进行了对比.结果表明:磷化的热镀锌钢板再经钼酸盐封闭处理后,阳极极化和阴极极化均明显增强,腐蚀保护效率显著提高,发挥了单磷化膜和单钼酸盐膜耐蚀性能的协同效应,电化学阻抗值提高了一个数量级以上;在5%NaCl水溶液中浸泡的初期,低频扩散阻抗值随浸泡时间延长而增大,表明复合膜具有一定的自修复能力.     

镀锌钢上钼酸盐/硅烷复合膜的结构与耐蚀性

将热镀锌钢板用二步法（先后浸入钼酸盐钝化液和硅烷溶液）和一步法（一次浸入加有钼酸盐钝化剂的硅烷溶液）获得钼酸盐/硅烷复合膜,用XPS和AES对 2种复合膜的化学成分进行表面分析和剥层分析,用Tafel极化曲线测量和盐雾腐蚀试验（NSS）对膜层的耐蚀性能进行了研究,并将它们与单独的钼酸盐转化膜、硅烷膜对比。结果表明,由一步法制备的复合膜与二步法制备的复合膜具有相似的双层结构,内层以钼酸盐转化膜（含O、Mo、Zn、P）为主而外层以硅烷膜（含C、O、Si）为主,内外层之间及膜与锌基体之间的化学成分呈梯度变化;和单独的钼酸盐膜、硅烷膜相比,2种复合膜对腐蚀的阴极过程的抑制明显增加,自腐蚀电流减小至单层膜的1/5以下,耐蚀性显著提高,接近常规铬酸盐钝化膜。     

热浸 Zn-0.1Ni 合金镀层粘附性和耐腐蚀性研究

通过弯曲试验和盐雾试验，研究了热浸Ｚｎ０．１Ｎｉ合金镀层的粘附性能和耐腐蚀性能，并与热浸锌镀层对比。结果表明：在锌浴中加入０．１％镍后，能有效控制硅镇静钢镀层中ζ相的过量生长，获得较薄而厚度适宜、有较好粘附性和较高耐腐蚀性能的镀层。对锌浴加镍后镀层组织变化、粘附性和耐腐蚀性提高的原因也进行了探讨。     

柠檬酸对镧盐转化膜耐蚀性和自愈性的影响

将热镀锌钢分别浸入添加和不添加柠檬酸的镧盐钝化液中,在镀锌钢表面获得柠檬酸改进型镧盐转化膜和常规镧盐转化膜.用中性盐雾(NSS)试验、塔菲尔极化和电化学阻抗谱研究了这些试样的耐蚀性能,并对带划痕的柠檬酸改进型和常规镧盐膜层试样进行NSS腐蚀,用扫描电子显微镜和能谱仪观察分析了腐蚀过程中划痕表面的组织形貌和化学成分.结果表明:柠檬酸的加入显著提高了镧盐转化膜的耐蚀性能,并使膜层具备自愈性;腐蚀过程中,划痕附近的柠檬酸镧溶解产生La3+和柠檬酸根离子,从膜层中扩散迁移至划痕处,形成新的由Zn、O、La、C元素组成的保护膜,从而抑制了划痕处锌的腐蚀.     

预电镀铁对活性钢热镀锌层的影响

研究了5种含硅钢板（含硅量分别为0．04％，0．09％，0．14％，0．28％和0．36％）预电镀铁后热浸锌时镀层中合金相的形成和生长规律．结果表明：预电镀铁能够显著抑制活性钢镀锌合金层的快速生长．对于Sandelin钢、薄的过Sandelin钢和含硅量较低（约0．28％）的过Sandelin钢，可在其表面预电镀厚度不超过10μm的铁层再热镀锌，以解决其镀层超厚问题．电子探针显微分析（EPMA）结果表明：钢中的硅会在钢基表面富集；随着钢基／镀层界面向钢基方向移动，富硅的α-Fe破碎成粒子或絮状物，以类似克根达尔效应中惰性标记物的方式穿过Г层进入δ层，从而促进δ层向钢基方向生长并吞并附近的Г层，令Г层逐渐消失．含硅钢预电镀铁后延缓并减弱了硅对热镀锌合金相的影响，故能在一定浸锌时间内抑制活性钢热浸镀锌层的快速生长，抑制时间随预电镀铁层厚度的增加而增加。     

固相Ni在含Fe液相Zn中的溶解行为

利用金相显微镜、扫描电镜及能谱分析研究了固相Ni在450℃静止的含Fe液相Zn中的溶解行为,并利用自然对流下的质量传输准数方程和考虑金属间化合物层形成的溶解速率模型,分析了固相Ni在含Fe液相Zn中的溶解速率控制机制.结果表明:固相Ni浸入含Fe液相Zn中会形成与纯液相Zn中相似的γ-Ni2Zn5和δ-NiZn8相层;但由于液相中含Fe,合金层外一定区域内有Γ2-Fe5Zn6Ni89粒子生成;Ni在不饱和Fe液相Zn中的溶解速率控制步骤与在纯液相Zn中相同,为界面反应和合金相层中的扩散速率所控制,而Ni在过饱和Fe液相Zn中溶解的主要控制机制是溶质Ni原子通过液相Zn中浓度边界层的扩散.说明液相Zn中所含的Fe加速了Ni的溶解.     

镀锌钢上钼酸盐/硅烷复合膜的组成与耐蚀性

分别采用一步法和两步法在热镀锌钢板表面获得钼酸盐/硅烷复合膜,通过X射线光电子能谱分析(XPS)、俄歇电子能谱剥层分析(AES)、盐雾腐蚀试验(NSS)及Tafel极化曲线等对两种复合膜的化学成分和耐蚀性能进行了研究,并将它们与单独的钼酸盐转化膜、硅烷膜进行对比.结果表明:一步法和两步法制备的复合膜具有相似的双层结构,内层以钼酸盐转化膜(含O、Mo、Zn、P)为主,外层以硅烷膜(含C、O、Si)为主,内外层之间及膜与锌基体之间的化学成分呈梯度变化;与单独的钼酸盐膜、硅烷膜相比,两种复合膜对腐蚀的阴极过程的抑制明显增强,自腐蚀电流减小至单层膜的1/5以下,耐蚀性显著提高;两步法制备的复合膜耐蚀性超过常规铬酸盐钝化膜,而一步法制备的复合膜的耐蚀性比由两步法制备的稍差,但仍接近常规铬酸盐钝化膜.