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热镀锌护栏锌层硅烷膜耐蚀机理的分析

编辑:山东帝灿护栏有限公司时间:2021-07-21

  众所周知,热镀锌护栏锌表面腐蚀的过程包括阳极溶解反应∶Zn—2e—→Zn2+及阴极去极化反应;O2+2H2O十4e—→4OH~,只要两种反应同时或之一被制约,腐蚀都会被控制。未经任一处理的纯锌试样,O2和电子可以在溶液和锌界面上自由地扩散和迁移,阴极反应和阳极反应速率都比较大,表现为极化曲线阴极分枝和阳极分枝的电流密度随电位变化均比较大。而表面有硅烷膜的存在,妨碍了O2和电子在溶液和锌界面之间的扩散和迁移,热镀锌钢腐蚀动力下降,腐蚀速率大大降低。重要的是,由于硅烷的特定结构,硅烷与锌表面形成相当强的化学键Zn一O-Si,使得锌表面活性大为下降,阻止了锌离子向腐蚀介质5%NaCl溶液的进一步溶解。因此,硅烷膜的存在使镀锌层的耐蚀性得到了上提。

  金属氧化物具有较高的表面,能与金属一样含有活性的羟基,通常它们是碱性的,而硅醇上的羟基却是酸性的。热镀锌护栏锌层经过NaOH溶液碱洗处理之后,保留了大量的碱性羟基;经过Ce(NO3)3溶液氧化处理后,在锌表面生成了一层含Ce与Zn的氧化物层,增加了表面能和羟基的数量。这些表面上存在的反应性的碱性羟基与溶液中水解硅烷的一OH和一-SiOH脱水反应形成Zn一O-Si共价键,在锌表面成膜,同时膜层中通过Si一O—Si键交联形成网状膜而紧密的覆盖在锌层表面;而未经任一处理和经过HNO。溶液处理的锌表面上的羟基数量不足,格外是经过HNO3溶液处理的,消耗了大量的羟基,降低了与硅烷的反应能力。因此,镀锌层表面经过NaOH和Ce(NO3);溶液处理之后再涂覆了硅烷成膜,其耐蚀的能力要高于其它处理方法。

  另一方面,热镀锌护栏的镀锌层用Ce(NO3)3溶液预处理之后,于锌表面形成的一层稀土转化膜覆盖了阴极反应活性的部位,阻碍O2和电子在金属锌表面和溶液之间的转移和传递,也就是说,阴极还原的反应被稀土膜制约。再涂覆硅烷后,形成Zn一O—Si共价键,并且硅烷水解产物硅醇分子间又可相互缩合为Si一O-Si键,交联形成网状膜,它们覆盖在镀锌层的表面。因此,由于稀土转化膜与硅烷膜的“协同作用”,令其耐蚀能力比NaOH溶液处理的