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AA 3003 铝合金表面铬酸盐转化膜的拉曼光谱分析

2020-07-13叶宗豪朱永强李腾蛟刘建军齐建涛

化学反应工程与工艺 2020年6期

叶宗豪,张 元,,朱永强,李腾蛟,刘建军,齐建涛

1.中国石油大学(华东)新能源学院,山东 青岛 266580;

2.中国特种设备检测研究院,北京 100029;

3.河南省锅炉压力容器安全检测研究院,河南 郑州 450016

铝合金凭借质轻、比强度高和易加工成型等优势被广泛应用于换热器、空调HVAC 系统和网壳结构[1]。原油储罐罐顶多采用网壳结构,由于铝网壳罐顶不能抵抗直击雷,严重影响其使用安全,而且铝合金中合金元素(铜、锰和硅等)易诱发合金表面局部腐蚀尤其是点蚀的发生[2-3],因而高效耐蚀的表面预处理工艺成为新型铝合金网壳结构的关注热点。

六价铬转化膜工艺是传统有效且应用最成功的铝合金表面处理方法,其具有高效抗腐蚀性能且六价铬物质具有自修复缺陷的功能,而且此工艺的操作简便,经济成本低[4-5]。然而剧毒性六价铬对环境具有严重危害性,欧盟已全面禁止六价铬相关工艺的工业应用,因此替代六价铬工艺的探索和研究备受关注[6]。低毒且环保的三价铬转化膜目前是最具应用前景可替代六价铬转化膜的表面处理工艺,商业化三价铬转化膜,如德国赛德克SurTec 650 ChromitAL,耐中性盐雾实验长达1 000 h,已经成功应用于汽车飞机蒙皮材料的绿色表面处理[7-8]。Guo 等[9]利用X 射线光电子能谱(XPS)发现三价铬转化膜在3.5%的NaCl 溶液中腐蚀行为伴随六价铬物质析出(CrOOH 和CrO42-),说明三价铬转化膜在氯化钠溶液腐蚀过程中发生Cr3+/Cr6+氧化反应,进而可实现涂层缺陷自修复功能。Cai 等[10]发现电化学反应会促进三价铬转化膜中六价铬组分含量及其电化学阻抗性能的显著提高,这也意味着铬酸盐价态的变化与电化学腐蚀密切相关。……

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