钢表面硅烷处理层的粘接性能及防腐性能

介绍了硅烷与钢之间的作用机理、钢表面硅烷处理层的形成过程以及硅烷处理层与环氧树脂涂层之间的结合.研究了硅烷处理工艺参数对环氧树脂/钢界面粘接强度以及硅烷处理层防腐性能的影响,分析了其内在规律,探讨了粘结性能与防腐性能之间的相关性.     

金属表面处理用硅烷试剂的水解与缩聚

硅烷试剂膜用作金属表面防腐蚀和提高外涂层附着力的新技术，正在日趋势成熟。对影响硅烷试剂（Silane Agent,SA）溶液稳定性的核心-水解和缩聚过程进行了分析探讨。通过对溶液的状态、电导率及其它一些相关参量的测试和分析，探讨了影响SA水解的因素如温度、pH值、溶剂、添加剂等及其变化趋势和规律；同时提出了可以改善SA溶液稳定性的控制因素和方法，为SA用作金属表面处理的技术实用化提供理论和实践指导。     

AZ91D镁合金表面双层硅烷膜的制备及其性能研究

采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）和双-1,2-[γ-三乙氧基硅丙基]-四硫化物（BTESPT）两种硅烷在AZ91D镁合金表面制备双层硅烷膜,通过正交试验选出了最佳制备工艺,即在KH-550硅烷中浸泡90 s,在BTESPT硅烷中浸泡5 min,再于80℃下固化90 min,得到550+BTESPT双层硅烷膜试样。通过接触角测试仪和动电位极化技术对试样进行润湿性和耐蚀性测试,通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱分析仪（EDS）对硅烷膜进行微观形貌和成分表征,通过X射线光电子能谱（XPS）对膜层元素的存在形式进行分析,结果表明：550+BTESPT双层硅烷膜表面接触角107.3°,表现为疏水性;在3.5%的NaCl溶液中,腐蚀电流密度为0.169 μA/cm²;硅烷膜表面形貌致密,主要有Mg、O、Si、S 4种元素组成;膜层中元素主要以Si-O-Si,Si-O-Mg,Si-O-X 3种形式存在。     

二甲基二苄基硅烷的合成

以二氯二甲基硅烷、卤化苄、金属镁为起始原料,通过格氏反应制得了具有反应性的有机硅单体——二甲基二苄基硅烷,考察了合成工艺、溶剂类型及反应物的浓度对反应的影响．用FT-IR、^1H NMR、^13C NMR及熔点仪对产物的结构进行了分析和鉴定．结果表明,用氯化苄做烃化试剂、用THF作溶剂,浓度控制在1．25mol／L较好;用“逆序法”可制得高纯度的二甲基二苄基硅烷,合成工艺简单,操作方便,且产率较高．     

汽车用钢表面硅烷化处理与耐蚀性能研究

在汽车用钢表面制备了热浸镀铝—阳极氧化—硅烷封孔保护层,研究了硅烷化处理时间对保护层表面形貌、截面形貌和耐腐蚀性能的影响。结果表明,汽车用钢经过阳极氧化处理后膜层中存在尺寸不等的显微孔洞,而硅烷化处理有封孔作用,在硅烷处理时间为5 min时,阳极氧化膜表面基本看不到显微孔洞的存在;当硅烷化处理时间分别为1、3、5、7 min时,硅烷膜层厚度分别为3.2、7.7、10.8、14.9μm。相较于未硅烷化处理膜层,硅烷化处理后膜层的电荷转移电阻和阻抗层电阻都明显增大。极化曲线测试结果与电化学阻抗谱测试结果相吻合,即硅烷化处理时间为5 min时膜层具有最佳的耐腐蚀性能。     

304不锈钢表面复合硅烷膜的制备及其耐蚀性能

本文利用1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷(BTSE)和1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷(FDTS)两种硅烷自组装修饰304不锈钢表面,制备BTSE、FDTS硅烷膜和BTSE-FDTS复合硅烷膜。通过原子力显微镜(AFM)、X线能谱分析(EDS)和静态接触角(WCA)对样品进行表征。实验表明:与单层BTSE和FDTS硅烷膜相比,BTSE-FDTS复合硅烷膜厚度更大(平均厚度为30 nm),F元素分布均匀且更致密,疏水性更强,静态接触角达到120°。极化曲线和加速腐蚀试验表明BTSE-FDTS复合硅烷膜的抗腐蚀性能优于单层硅烷膜和未修饰的不锈钢。与未修饰的不锈钢相比,复合硅烷膜的缓蚀效率达到84.2%,腐蚀损失率减少72.8%。     

硅烷水解时间对Q235钢表面VTES膜层耐蚀性的影响

利用硅烷溶液水解的方法,在Q235钢表面制备了乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)膜,利用电化学阻抗谱(EIS)和动电位极化法研究了用不同水解时间的硅烷溶液制备的乙烯基三乙氧基硅烷膜在3.5%NaCl水溶液中的耐蚀性能.结果表明,用水解8天的硅烷溶液在Q235钢表面制备的乙烯基三乙氧基硅烷膜层,腐蚀过程中阳极和阴极反应受到抑制,耐蚀性能最佳;与原始Q235钢比较,腐蚀电流密度减小近3个数量级,极化电阻Rp提高近2个数量级,低频阻抗值提高至少3个数量级.     

γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷的合成

以甲基二氯硅烷（DCMS）和乙醇为原料,醇解制得中间体甲基二乙氧基硅烷,然后在Pt—C12H24Si4O4配合物催化剂（简称催化剂）的作用下,和烯丙基缩水甘油醚（AGE）进行硅氢加成反应制得γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷．考察了反应温度、滴加速度、以及溶剂对中间体甲基二乙氧基硅烷收率的影响;采用气相色谱-质谱（GC—MS）法对γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷的结构进行了表征,并考察了原料配比、反应温度、催化剂用量等条件对其收率的影响,得出了一个最佳反应条件．     

冷轧钢表面硅烷膜的制备及耐蚀性能研究

文章采用浸涂技术,在不同方式预处理的冷轧钢板(CRS)表面制备γ-氨丙基三甲氧基硅烷膜,通过电化学方法和SEM研究硅烷膜在质量分数为3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能及冷轧钢腐蚀前后的形貌变化。结果表明,浸涂前分别采用质量分数均为0.10%CeCl3溶液和NaOH溶液(特别是CeCl3溶液)对冷轧钢表面进行成膜前预处理,均有利于冷轧钢表面形成均匀致密的硅烷膜,使冷轧钢在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电流密度明显降低,腐蚀反应的极化电阻明显增大,耐蚀性能明显提高。经SEM测试表明,腐蚀前后冷轧钢表面硅烷膜的形貌几乎不变。     

在载玻片上制备高杂交效率的DNA芯片

目的 :改进玻璃基质上固定DNA的方法 ,提高固定DNA的杂交效率 .方法 :玻片用 β -(对、间氯甲基苯基 )三氯硅乙烷和 β -苯基三氯硅乙烷二组分混合硅烷化试剂处理 ,再用NaI丙酮溶液处理 ,在表面自组装形成带有苄碘功能基的二组分混合单层硅烷膜 .巯基修饰的DNA共价偶联到这一自组装的硅烷膜上 .结果 :放射性分析证实玻璃基质表面共价固定DNA的优化密度为9 3× 10 - 2 μmol/m2 ,目标DNA杂交密度为 8.6× 10 - 2 μmol/m2 ,固定DNA的杂交率为 93% .结论 :采用两步竞争性反应的方法能够较容易地控制DNA在芯片上的固定密度 ,固定的DNA在芯片分布较均匀 ,因此制得的DNA芯片具有较高杂交效率和杂交密度 ,可方便地用于核酸杂交和探测研究     

PAT-PBMA复合膜的制备及其耐腐蚀性能

导电聚合物膜在金属耐蚀材料方面有着巨大的应用前景。采用化学氧化聚合法将聚氨基噻唑[poly(2-aminothiazole),PAT]从水溶液原位沉积到近单分散的聚甲基丙烯酸正丁酯[poly(n-butyl methacrylate),PBMA]乳胶粒子上,成功制备了PAT包覆的PBMA复合乳胶粒子,随后通过溶液浇铸法制备了PAT-PBMA复合膜。采用扫描电子显微镜（scanning electron microscope,SEM）和傅里叶变换红外光谱（Fourier transform infrared spectoscopy,FT-IR）等测试手段对复合粒子的外观形貌和化学结构进行了分析。并通过X射线光电子能谱分析(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)、Tafel极化曲线和电化学阻抗谱（electrochemical impedance spectroscopy,EIS）对PAT-PBMA复合膜的耐腐蚀性能进行了研究。结果表明：PAT在碳钢腐蚀反应中具有良好的阳极保护和抑制电荷转移的能力,使PAT-PBMA复合膜的耐腐蚀性能明显优于纯PBMA膜。     

Corrosion behavior and characteristics of the product film of API X100 steel in acidic simulated soil solution

The short-term corrosion behavior of API X100 steel in an acidic simulated soil was investigated by electrochemical measurements and soaking experiments, followed by corrosion morphology observations and X-ray photoelectron spectroscopy analyses. The results show that X100 steel exhibits an obvious pitting susceptibility in an acidic soil environment. Pits nucleate after approximately 10 h of immersion. Along with the nucleation and growth of the pits, the charge-transfer resistance and open-circuit potential first increase sharply, then decrease slowly, and eventually reach a steady state. The maxima of the charge-transfer resistance and open-circuit potential are attained at approximately 10 h. The evolution of the electrochemical process is confirmed by the analysis of the product film. The product film exhibits a porous and loose structure and could not protect the substrate well. The product film is primarily composed of ferrous carbonate and ferrous hydroxide (Fe(OH)₂). The concentration of Fe(OH)₂ in the product film increases from the inside to the outside layer.     

NaCI溶液中Fe—W非晶镀层磷化膜的耐蚀机理

将Fe-W非晶镀层在锌系磷化液中进行磷化处理,表面形成致密的磷化膜,显著提高了镀层在NaCI溶液中的耐蚀性能;采用AES和XPS测定Fe-W磷化膜的成分和化学价态,并对膜层进行了深度剖析。实验结果表明,磷化膜主要由ZeZn2(PO4)2、Zn3(PO4)2及少量Fe2O3、WO3和钼酸盐组成,厚度约为210nm。此外,还探讨了磷化膜的耐蚀机理。     

油套管用钢P110的CO_2腐蚀动力学研究

利用高温高压腐蚀试验及电化学原位测量技术,并辅以SEM、EDS和XRD等微观分析手段研究了油套管用钢P110在CO2分压为2 MPa、温度为100℃的3.5%NaCl水溶液中的腐蚀失重、界面反应电化学特性、腐蚀产物膜的微观形貌、成分和结构特征,探讨了油套管用钢CO2腐蚀动力学.研究结果表明:油套管用钢P110的CO2腐蚀产物为FeCO3;随腐蚀时间的延长及腐蚀产物膜的形成,平均腐蚀速率逐渐降低、趋势变缓,产物膜生长满足抛物线生长规律;腐蚀产物晶粒逐渐长大并堆垛紧密,逐渐成膜覆盖于金属表面,膜厚先增加后逐渐趋于稳定,对基体保护能力增强;不同腐蚀时间交流阻抗图谱(EIS)的拟合结果表明,极化电阻随着腐蚀时间增加逐渐增大,电极反应由最初的活化控制变为扩散控制.     

压水堆一回路主管道316 L不锈钢的电化学腐蚀行为

通过中心复合设计试验法设计试验,结合动电位极化曲线和电化学阻抗谱的测量以及氧化膜形貌观察和成分测量,研究了温度(30~350℃)、Cl-质量浓度(10~1000μg·L-1)和溶解氧质量浓度(0~200μg·L-1)3种因素对压水堆一回路主管道316L不锈钢电化学腐蚀性能的影响.结果表明:温度是影响316L不锈钢电化学腐蚀性能最显著的因素,温度越高,腐蚀电流密度越大,点蚀电位越低;Cl-浓度和溶解氧浓度对316L不锈钢电化学腐蚀性能的影响与温度密切相关,温度较低时(T<150℃),Cl-浓度和溶解氧浓度均对316L腐蚀电流密度几乎无影响,但点蚀电位却随Cl-浓度增加和溶解氧浓度的降低而降低;温度较高时,分别为T>130℃和T>150℃,Cl-浓度和溶解氧浓度均对316L点蚀电位几乎无影响,但腐蚀电流密度却随Cl-和溶解氧的浓度增加而显著增加,腐蚀加剧.电化学阻抗谱的测量和氧化膜形貌的观察也进一步验证了上述试验结果.     

Effect of H2S concentration on the corrosion behavior of pipeline steel under the coexistence of H2S and CO2

The effect of H2S concentration on H2S/CO2 corrosion of API-X60 steel was studied by scanning electron microscopy, a weight-loss method, potentiodynamic polarization tests, and the electrochemical impedance spectroscopy technique. It is found that the cor-rosion process of the steel in an environment where H2S and CO2 coexist at different H2S concentrations is related to the morphological structure and stability of the corrosion product film. With the addition of a small amount of H2S, the size of the anode reaction region is de-creased due to constant adsorption and separation of more FeS sediment or more FeHS＋ions on the surface of the steel. Meanwhile, the dou-ble-layer capacitance is diminished with increasing anion adsorption capacity. Therefore, the corrosion process is inhibited. The general cor-rosion rate of the steel rapidly decreases after the addition of a small amount of H2S under the coexistence of H2S and CO2. With a further increase in H2S concentration, certain parts of the corrosion product film become loose and even fall off. Thus, the protection provided by the corrosion product film worsens, and the corrosion rate tends to increase.     

304不锈钢在模拟压水堆一回路水中高温电化学腐蚀行为

通过模拟压水堆一回路水环境,研究了氯离子浓度和溶解氧对304不锈钢高温电化学腐蚀行为的影响.动电位极化曲线结果表明,氯离子浓度主要影响高电位下的二次钝化效应,低电位下影响效果不明显,结合X射线光电子能谱对氧化膜元素成分的分析发现二次钝化效应与氧化膜中Fe/Cr元素含量比密切相关.电化学阻抗谱和扫描电镜结果表明,随着氯离子浓度增加,氧化膜阻抗逐渐降低,表面外层氧化物颗粒和间隙逐渐增大,耐腐蚀性能降低.随着溶解氧含量的升高,304自腐蚀电位逐渐升高,钝化电流密度降低,钝化区间缩小,表面氧化膜阻抗逐渐增加.     

AM60B镁合金微弧氧化膜的电化学腐蚀行为

在硅酸盐体系中对AM60B镁合金进行微弧氧化处理,采用循环伏安(CV)法、Tafel极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究膜层在3.5% NaCl介质中的电化学腐蚀行为.结果表明:AM60B镁合金经微弧氧化处理后,膜层耐蚀性得以显著提高.相比低电压下的膜层,高电压下获得膜层微孔略大,但微孔数量明显较少,厚度显著增加,这使得膜层在整个腐蚀过程中呈现了极强的电阻性和优异的耐蚀能力,甚至测试结束时腐蚀介质仍未渗透至膜基面,而低电压下处理得到的膜层,腐蚀介质已渗透至膜基面且侵蚀了基体.     

钕对镁合金电偶腐蚀电流密度及分布的影响

气体保护条件下,通过向镁合金熔体中加入Mg-Nd中间合金的方法制备出不同稀土Nd含量的改性镁合金Mg-9Al-1Zn-xNd(AZ91Nd).采用电偶腐蚀、腐蚀电化学、X射线光电子谱(XPS)等方法研究了AZ91Nd镁合金在电偶腐蚀过程中的电流密度和分布的变化规律.电化学分析表明,在腐蚀过程中,镁合金腐蚀产物膜中含有一定量的Nd2O3,提高了AZ91Nd镁合金的自腐蚀电位和极化阻抗.腐蚀实验表明,Nd能够降低镁合金电偶腐蚀电流密度,促进电偶腐蚀电流在阳极表面均匀分布,抑制了局部腐蚀,提高了镁合金的抗电偶腐蚀性能.AZ91Nd耐蚀性提高的主要原因在于:Nd2O3提高了腐蚀产物膜的致密性导致合金的腐蚀电位和极化阻抗增加.