吴海江, 卢锦堂

(1. 湖南科技大学 机电工程学院，湘潭 411201；2. 华南理工大学 材料科学与工程学院，广州 510640)

热镀锌钢表面铈转化膜的表征与腐蚀电化学行为

吴海江1, 卢锦堂2

(1. 湖南科技大学 机电工程学院，湘潭 411201；2. 华南理工大学 材料科学与工程学院，广州 510640)

将热镀锌钢在20 g/L Ce(NO3)3·6H2O溶液(pH=4，25 ℃) 中处理10 s～24 h，获得铈转化膜试样。应用极化曲线和电化学交流阻抗谱(EIS)研究铈转化膜试样和空白热镀锌试样在5% NaCl溶液中的耐蚀性能。利用扫描电镜(SEM)和 X射线光电子能谱(XPS)研究转化膜的形貌和组分。结果表明：经硝酸铈溶液处理后的镀锌钢板，其腐蚀电流密度下降，极化电阻升高，同时，锌腐蚀过程中的阳极和阴极反应受到抑制，腐蚀保护效率显著提高；低频阻抗值随成膜时间的增加而先增大后减小，表明腐蚀电解质在转化膜层孔隙中扩散的难易程度先增加后下降；当成膜时间在30 min～1 h之间时，所得转化膜的阻抗值最大可达8～9 kΩ·cm2，耐蚀性最佳。铈转化膜随处理时间的增加首先在锌晶粒晶界附近发生开裂，逐渐形成“干涸的河床”样形貌。铈转化膜含铈、锌、氧等元素，主要由 CeO2、Ce(OH)4(或 CeO2·2H2O)、ZnO 和少量 Ce2O3、Ce(OH)3(或 Ce2O3·2H2O)等混合组成。

热镀锌；铈转化膜；XPS；电化学行为；耐蚀性能

热浸镀锌能够显著提高钢铁耐大气腐蚀的能力，广泛应用于汽车、建筑、电力、交通及日常民用等行业。为防止在潮湿环境或贮运过程中镀锌层产生“白锈”，通常进行铬酸盐钝化处理。但是，铬酸盐溶液中的六价铬有剧毒且致癌[1]，严重危害人体和环境，欧盟WEES和RoHS指令明确提出限制其使用，对产品提出了更高的环保要求，为了提高企业的竞争力，加快研发镀锌板新型绿色无铬处理工艺已迫在眉睫。……