Zn-Fe合金镀层的制备及耐蚀性能研究
本文采用了电沉积的方法,在Q235基体上制备Zn-Fe合金镀层,研究了电沉积工艺参数对Zn-Fe合金镀层表面形貌的影响,利用了正交试验法对电沉积工艺参数进行优化,得出性能理想的Zn-Fe合金镀层.采用SEM、EDS和XRD方法分析了Zn镀层、Zn-Fe合金镀层和Zn-Fe-SiC复合镀层的表面形貌、表面成分和镀层的物相组成,通过中性盐雾实验分析方法和电化学分析方法比较镀层的耐蚀性能,并比较在Zn-Fe合金镀层和Zn-Fe-SiC复合镀层上分别涂覆环氧有机涂层后的耐蚀性能.研究结果如下:采用了正交试验法对工艺参数进行优化,得出各工艺参数对Zn-Fe合金镀层外观的影响大小依次为:阴极电流密度、pH值、温度.性能理想的Zn-Fe镀层的制备工艺参数为:阴极电流密度为2A/dm2,镀液温度为30℃,pH值为4.5.采用S3400扫描电镜观察分别观察Zn镀层、Zn-Fe合金镀层和Zn-Fe-SiC复合镀层的电子显微结构:观察扫描电镜下的镀层微观形貌,在同样的放大倍数下,Zn-Fe合金镀层的结晶明显比Zn镀层的结晶细密,表面更加平整,晶粒分布更均匀.Zn-Fe-SiC复合镀层中SiC纳米颗粒团簇,由此可知,Zn-Fe-SiC复合镀层有更好的耐蚀性能.通过X-射线衍射仪观察到Zn镀层和Zn-Fe合金镀层的织构系数,Zn-Fe合金镀层的晶体主要生长面为(002)晶面,(002)晶面织构系数为60%.而Zn镀层的晶体主要生长面是(100)、(101)和(102)晶面,织构系数分别为89%、4%和7%.(002)晶面为低指数晶面,原子结合能力较强,因而不易被腐蚀.而Zn-Fe-SiC复合镀层的晶体主要生长面是(110)晶面,(110)晶面为非密排面,Zn-Fe-Si C复合镀层更为致密.可见,加入SiC纳米颗粒改变了晶体的择优取向,增加了镀层的耐蚀性能.Q235钢基体、Q235+Zn-Fe合金镀层试样和Q235+Zn-Fe合金镀层+环氧有机涂层试样在5%NaCl溶液中浸泡504h后,失重分别为0.0866g、0.0512g和0.0229g,腐蚀速率分别为0.0680mm/a、0.0400mm/a和0.0180mm/a.涂覆环氧有机涂料能使Zn-Fe合金合金镀层的防腐性能提高2倍以上,延长了Q235基体的使用寿命.而在Zn-Fe-SiC复合镀层上涂覆环氧有机涂层后,其耐蚀性能明显高于Zn-Fe合金镀层.
- 作者：
- 邵静
- 学位授予单位：
- 东北石油大学
- 专业名称：
- 机械工程(专业学位)
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2015年
- 导师姓名：
- 方华；王崴
- 中图分类号：
- TG174.4
- 关键词：
- 电沉积；Zn-Fe合金镀层；Zn-Fe-SiC复合镀层；环氧有机涂料；耐蚀性能
- Electrodeposition； Zn-Fe alloy coating； Zn-Fe-SiC composite coating； epoxy organic coating； corrosion resistance