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《碳鋼表面納米tio,2復(fù)合膜的制備及耐蝕性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文碳鋼表面納米TiO<,2>復(fù)合膜的制備及耐蝕性能研究姓名：張晉申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：化學(xué)工藝指導(dǎo)教師：朱焱20091201中文摘要中又捅斐二氧化鈦薄膜利用光電化學(xué)特性作為非犧牲型陽極對金屬進(jìn)行光生陰極保護(hù)，是一個很有前景的研究方向。目前，在Cu、不銹鋼、玻璃等材料上的研究較多，而對使用量最大的碳鋼研究則較少。因此系統(tǒng)地研究二氧化鈦薄膜在碳鋼表面的防腐蝕性能有著非常重要的意義。本論文在碳鋼表面制備納米Ti02復(fù)合膜，研究了制備工藝條件的設(shè)計和優(yōu)化，對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征并重點研究了其耐蝕性能。采用化學(xué)鍍鎳磷作為中間過渡層來解決二氧化鈦
2、與碳鋼基體的結(jié)合力問題。先利用化學(xué)鍍在Q235碳鋼試片上制備出一層均勻光亮的鎳磷層，然后通過溶膠凝膠法和浸漬提拉法在其上制備納米Ti02膜，形成納米Ti02復(fù)合膜。主要得出以下結(jié)論：首先，對化學(xué)鍍鎳磷的工藝進(jìn)行研究。對Q235碳鋼進(jìn)行前處理，以硫酸鎳為主鹽，次磷酸鈉為還原劑，采用單因素法分析溫度、PH對鍍速和鍍層性能的影響，結(jié)果表明：隨著溫度的升高，沉積速度不斷增大，但超過一定溫度鍍液分解，溫度升高，鍍層的磷含量降低，pH值越低，鍍層磷含量越高。綜合鍍速和磷含量，鍍液溫度確定為86±2℃，pH值4．4"-'5．0。然后利用正交試驗優(yōu)化工藝確定鍍液的組成
3、，得到醋酸鈉129／L，檸檬酸：乳酸=10：25(質(zhì)量比)，施鍍時間為60min。對碳鋼表面的鎳磷鍍層進(jìn)行SEM、EDS和XRD表征表明：鍍層完整、均勻、結(jié)合力好、孔隙少，鍍層厚度為16．594pm。磷含量為8．65％(w)，為非晶態(tài)，耐蝕性能較好。然后，在鍍完鎳磷層的試片上采用溶膠凝膠法制備納米Ti02薄膜。通過正交實驗優(yōu)化溶膠組成后浸漬提拉成膜，得到溶膠的的各組分的摩爾比：Ti(OBu)4：EtOH：AcAc：H20：HN03=l：18-0．8-2：0．3，溶膠的總體積約為153ml。對薄膜進(jìn)行SEM、XRD表征，結(jié)果表明鍍有鎳磷中間層的Q235碳
4、鋼上制備的納米Ti02膜是連續(xù)的、完整的、沒有裂紋。提拉3次得到的薄膜消除了龜裂缺陷，結(jié)合良好。以2mm／s的速率拉提，首次成膜98nm左右，熱處理溫度宜控制在450～500℃，是納米Ti02從銳鈦礦向金紅石型轉(zhuǎn)變的溫度范圍。對不同熱處理溫度和膜厚的納米Ti02復(fù)合膜進(jìn)行耐腐蝕性能研究發(fā)現(xiàn)，在紫外光照射下，納米Ti02復(fù)合膜的光生陰極保護(hù)作用較強(qiáng)，金屬的腐蝕電位下降，處于陰極保護(hù)狀態(tài)；無紫外光照射時，光生陰極保護(hù)作用減弱。500℃熱處理和提拉3次時納米Ti02復(fù)合膜的光生電位最低，耐蝕性最好。所以，本論文的研究對金屬防腐蝕具有一定的意義。關(guān)鍵詞：納米T
5、i02復(fù)合膜，耐蝕性能，晶型結(jié)構(gòu)，光生電位，紫外光IIAbstractAsnon-sacrificialanode，theelectrochemicalcharacteristiesoftitaniumdioxide(Ti02)thinfilmenableittoglvemetalphotocathodicprotection．TheuseofTi02isapromisingresearchdirection．Atpresent，theresearchoncopper,stainlesssteelandglassismuchmorethanthaton
6、carbonsteelwhichhaslargeconsumptioncurrently．Therefore,asystematicstudyofTi02thinfilmhasailimportantsignificanceinanti-corrosionprotectionofcarbonsteelsurface．Theresearchofprocessconditionsdesignandoptimizationofnanotitaniumdioxide(Ti02)compositefilmonQ235carbonsteelsurfaceisill
7、ustratedinthisthesis．ThestructuresarecharacterizedbySEMandXRD，andthecorrosionresistanceisresearchedasanimportantfactor．DuetothepoorbindingforcebetweenTi02andplainsteel，amethodthatusesnickel-phosphorousfNi-P)filmasatransitionlayerisputforwardtosolvetheweaknessinthisthesis，Aunifor
8、mandbrightNi—PfilmismadeonthesurfaceofQ235carbo
