不銹鋼化學(xué)鈍化檢測(cè)及處理

本文研究了馬氏體不銹鋼化學(xué)鈍化、硅烷處理和復(fù)合處理的耐蝕性及其機(jī)理。采用藍(lán)點(diǎn)法比較了不同表面處理后試樣變色時(shí)間的長(zhǎng)短，利用鹽水浸泡試驗(yàn)區(qū)分了不同表面處理后試樣腐蝕速率的大小，采用中性鹽霧試驗(yàn)辨別了不同表面處理后試樣耐鹽霧性的優(yōu)劣，利用電化學(xué)測(cè)試方法對(duì)比了不同表面處理后試樣耐點(diǎn)蝕性能的差異和對(duì)腐蝕介質(zhì)的阻擋能力的區(qū)別，采用膜重測(cè)試對(duì)硅烷膜的膜厚進(jìn)行了間接表征，以及利用掃描電子顯微鏡、能譜儀、X射線衍射儀、X射線光電子能譜儀和全反射傅里葉變換紅外光譜儀表征了不同表面處理試樣表面薄膜，分析了不同薄膜的結(jié)構(gòu)組成和耐蝕機(jī)理。

研究結(jié)果：

（1）綜合比較，四種耐蝕性測(cè)試方法表明了不銹鋼不同表面處理的耐蝕效果差異性：?jiǎn)为?dú)硅烷處理后試樣的耐蝕性優(yōu)于傳統(tǒng)硝酸-重鉻酸鹽鈍化處理后的耐蝕性，先檸檬酸鈍化后酸性硅烷體系處理的復(fù)合處理試樣耐蝕性較單獨(dú)酸性硅烷體系處理的得到進(jìn)一步增強(qiáng)。先檸檬酸鈍化后酸性硅烷體系處理的復(fù)合處理方式兼具優(yōu)異的耐蝕性和環(huán)保特性，有望替代傳統(tǒng)的硝酸-重鉻酸鹽鈍化處理。

（2）根據(jù)膜重測(cè)試結(jié)果，先檸檬酸鈍化后酸性硅烷體系處理的復(fù)合處理試樣表面硅烷膜膜重低于單獨(dú)酸性硅烷體系處理后試樣的膜重，說(shuō)明復(fù)合膜優(yōu)異的耐蝕性不僅僅依靠表層硅烷膜，更得益于其雙層膜結(jié)構(gòu)。

（3）結(jié)合表面分析可知，鈍化膜有完整性、致密性，硝酸-重鉻酸鹽鈍化膜中主要含有Cr、Fe、O三種元素，其物質(zhì)組成包括CrOOH、Cr(OH)3、Cr2O3、FeOOH、Fe3O4、Fe2O3。

（4）結(jié)合表面分析可知，硅烷膜和復(fù)合膜均具有完整性、致密性，硅烷膜和復(fù)合膜中均主要含有Si、C、O三種元素。

（5）根據(jù)ATR-FTIR分析可知，硅烷膜與基材之間、復(fù)合膜的內(nèi)外層膜之間均發(fā)生了化學(xué)吸附，生成結(jié)合牢靠的Si-O-Fe的化學(xué)鍵。

（6）根據(jù) XPS、ATR-FTIR分析可知，硅烷膜和復(fù)合膜的外層硅烷膜中存在C-O、C-Si、Si-O、C=O、-OH等基團(tuán)，硅醇羥基之間發(fā)生脫水縮合反應(yīng)，形成了相互交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的三維薄膜，從而構(gòu)成了致密的硅烷膜。

不銹鋼化學(xué)鈍化檢測(cè)及處理

不同系列不銹鋼材料的價(jià)格差異較大，較為經(jīng)濟(jì)的材料其耐蝕性不能滿足較高應(yīng)用要求，而單純的化學(xué)鈍化對(duì)不銹鋼材料耐蝕性能的提升有限。另一方面，傳統(tǒng)含鉻鹽的鈍化處理已逐漸被淘汰，不銹鋼的鈍化處理已轉(zhuǎn)向環(huán)境友好方向發(fā)展。近年來(lái)，不銹鋼表面檸檬酸鈍化及硅烷處理方法已成為了人們研究的新方向，前者因其鈍化液組分不含鉻鹽而具有環(huán)保特性，后者經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)硅烷偶聯(lián)劑通過(guò)化學(xué)吸附覆著在金屬表面上，形成一層交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的防護(hù)性硅烷膜。目前對(duì)不銹鋼進(jìn)行檸檬酸鈍化與硅烷處理相結(jié)合的研究還比較少，因此，本文對(duì)馬氏體不銹鋼2Cr13化學(xué)鈍化、硅烷處理及檸檬酸鈍化與酸性硅烷體系處理相結(jié)合的復(fù)合處理耐蝕性差異進(jìn)行研究，并對(duì)其表面不同膜層的耐蝕機(jī)理進(jìn)行探討，可以為不銹鋼表面處理新方向提供參考，并具有一定的實(shí)際指導(dǎo)意義。

鈍化膜質(zhì)量對(duì)奧氏體不銹鋼耐蝕性的影響

采用電化學(xué)阻抗比較空氣暴露和化學(xué)鈍化304奧氏體不銹鋼表面鈍化膜質(zhì)量對(duì)其耐蝕性的影響,并提出一種結(jié)合陰極還原和顯色測(cè)量的鈍化膜質(zhì)量檢測(cè)新方法.結(jié)果表明:化學(xué)鈍化304不銹鋼表面鈍化膜的致密性和耐蝕性均高于空氣暴露樣品;空氣暴露樣品表面鈍化膜的顯色檢測(cè)值與還原電位相關(guān),當(dāng)電位低于鈍化膜外層富鐵氧化物的還原電位時(shí),顯色值隨還原電位的降低而增大;化學(xué)鈍化樣品的顯色檢測(cè)值均接近于0;結(jié)合循環(huán)伏安分析可知,化學(xué)鈍化通過(guò)提高鈍化膜內(nèi)層富鉻氧化物的致密性來(lái)改善不銹鋼耐蝕性,基于陰極還原的顯色檢測(cè)可實(shí)現(xiàn)鈍化膜質(zhì)量的數(shù)值化表征.