● 摘要
溶胶凝胶法是制备铝合金涂层新型环保型方法,是一种可以替代传统的铬酸盐前处理方法。铝合金表面溶胶凝胶涂层,可以为铝合金提供一种良好的腐蚀防护。然而,单独的溶胶凝胶涂层在受到破坏后,不能够为裸露的铝合金基体继续提供腐蚀防护,因此我们需要在溶胶凝胶涂层中添加一种添加剂,为铝合金提供主动的腐蚀防护性能。
双层氢氧化物是目前具有较大潜力的添加剂。双层氢氧化物具有层间阴离子交换性能。利用该性能可以在双层氢氧化物层间插入一种缓蚀阴离子,从而使其成为一种能够搭载缓蚀剂的纳米容器。钒酸盐作为一种氧化性缓蚀剂,被广泛应用到各种领域,其不同聚集状态的阴离子对铝合金均就有较好的缓蚀效果。
通过将铝合金试样浸泡在含有不同聚集状态钒酸根的NaCl溶液,对比三种不同聚集状态钒酸根的缓蚀性能。结果表明:三种不同聚集状态钒酸根均具有较好的缓蚀性能,其中[V10O28]6-阴离子的缓蚀性能最好。采用恒定pH值共沉淀法制备不同钒酸根Zn-Al双层氢氧化物粉末,采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)与X射线衍射(XRD)对其进行表征。
通过电化学方法研究掺杂不同钒酸根Zn-Al双层氢氧化物的溶胶凝胶涂层的耐蚀性能,得到最佳的添加剂为Zn-Al-[V10O28]6-双层氢氧化物。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、中性盐雾试验与电化学方法研究不同浓度的Zn-Al-[V10O28]6-双层氢氧化物对溶胶凝胶涂层性能的影响。结果表明:溶胶体系中最佳的Zn-Al-[V10O28]6-双层氢氧化物添加量为1.5×10-3 mol?L-1,其溶胶凝胶涂层的缓蚀效率高达92.4%。
采用原位生长方法分别在铝合金表面制备Zn-Al双层氢氧化物与Zn-Al-[V10O28]6-双层氢氧化物薄膜,然后采用同样的方法制备出氢氧化物薄膜后,在薄膜上涂覆溶胶凝胶涂层,制备出复合涂层。采用扫描电子显微镜进行表征并采用电化学方法研究这四种涂层对铝合金的腐蚀防护性能。结果表明:Zn-Al-[V10O28]6-双层氢氧化物薄膜相较比Zn-Al双层氢氧化物薄膜能够为铝合金提供更好的腐蚀防护性能,尤其是当Zn-Al-[V10O28]6-双层氢氧化物薄膜表明涂覆溶胶凝胶涂层后,使得铝合金的腐蚀防护性能达到最优。
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