有机改性无机耐腐蚀涂层的制备及性能研究

论文摘要

近年来,随着科技的发展,对材料与零部件的要求越来越苛刻,耐腐蚀的高性能无机涂层被广泛应用于各种金属表面的防腐与防护。传统的无机涂层材料主要成分为氧化物,其化学键型单一、硬脆、不易加工,且抗污能力和耐碱性能都比较差。采用溶胶-凝胶法对无机涂层进行有机改性而制备的复合涂层具有合成温度低、颗粒粒径小且涂层适用性广本文分别以正硅酸乙酯（TEOS）和钛酸四丁酯（TBT）为前躯体,γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷（KH570）为有机改性剂,通过溶胶-凝胶法在45#钢片上制备了致密牢固的有机无机杂化薄膜,并通过扫描电镜（SEM）、红外吸收光谱（FT-IR）等测试手段研究了改性涂层的微观形貌及结构。通过盐浴腐蚀及电极化曲线对涂层的耐腐蚀性能进行了表征。系统研究了SiO2系统前躯体摩尔比值,热处理温度对涂层结构及性能的影响。结果表明当加水量R值为4,pH为4,热处理温度为180℃时,最佳前躯体比例为1。在优化条件下,最佳热处理温度为180℃。改性SiO2涂层为基体提供了较好的机械屏蔽作用。通过实验表明,TiO2体系中最佳制备工艺为前躯体比例为1,加水量R值为2,pH值为4,热处理温度为300℃。在外加紫外光源的情况下,涂层的防腐蚀效果得到提升,说明发生了光催化反应,为基体提供了机械保护作用之外的阴极保护。WiO2体系的整体防腐蚀效果比SiO2体系的好一些。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 金属的腐蚀与防护
• 1.1.1 金属结构的调整
• 1.1.2 金属表面防腐涂层
• 1.1.3 改善服役环境
• 1.1.4 电化学保护
• 1.2 非金属涂层
• 1.2.1 有机涂料
• 1.2.2 搪瓷
• 1.3 有机-无机复合耐腐蚀涂层
• 1.3.1 复合材料分类
• 1.3.2 金属基复合涂层体系
• 1.3.3 复合材料的制备方法
• 1.3.4 影响涂层耐蚀性能的因素
• 1.3.5 复合耐腐蚀材料常用表征方法
• 1.4 溶胶-凝胶法（sol-gel）制备复合耐腐蚀涂层
• 1.5 立题依据
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验原材料
• 2.2 有机-无机复合溶胶制备
• 2溶胶的制备'>2.2.1 有机改性SiO₂溶胶的制备
• 2溶胶的制备'>2.2.2 有机改性TiO₂溶胶的制备
• 2.3 金属基板的表面处理
• 2.4 复合涂层制备
• 2.5 复合薄膜结构表征及防腐蚀性能测试
• 2.5.1 扫描电镜微观分析
• 2.5.2 外光谱分析
• 2.5.3 电化学极化分析
• 2.5.4 盐浴实验
• 2溶胶及薄膜的制备与性能研究'>第三章 有机改性SiO₂溶胶及薄膜的制备与性能研究
• 2薄膜溶胶制备及成膜过程'>3.1 有机改性SiO₂薄膜溶胶制备及成膜过程
• 3.1.1 溶胶制备
• 3.1.2 薄膜的制备
• 2薄膜性能的影响'>3.2 有机改性剂对SiO₂薄膜性能的影响
• 3.2.1 溶胶的改性
• 3.2.2 前驱体比例（D）的影响
• 3.2.3 热处理温度的影响
• 3.4 本章小结
• 2耐腐蚀薄膜制备'>第四章 有机改性TiO₂耐腐蚀薄膜制备
• 2的晶体结构与物理化学性质'>4.1 TiO₂的晶体结构与物理化学性质
• 2的晶体结构'>4.1.1 TiO₂的晶体结构
• 2的物理化学性质'>4.1.2 两种晶型TiO₂的物理化学性质
• 2光催化反应原理'>4.3 TiO₂光催化反应原理
• 2涂层制备方法'>4.4 TiO₂涂层制备方法
• 4.4.1 溶胶-凝胶法
• 4.4.2 物理气相沉积法
• 4.4.3 喷雾热分解法
• 4.4.4 涂覆法
• 2涂层'>4.5 溶胶凝胶法制备改性TiO₂涂层
• 2涂层的制备'>4.6 有机改性TiO₂涂层的制备
• 4.6.1 前躯体比例D值的影响
• 4.7 本章小结
• 第五章 结论
• 5.1 总结
• 5.2 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间主要的研究成果