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PEO-硅氧烷复合膜层在酸性介质中的耐腐蚀性能

2022-06-21曾娣平刘志义郭文敏吴海江唐校福

电镀与涂饰 2022年10期

曾娣平 ,刘志义 *,郭文敏 ,吴海江 ,唐校福

(1.邵阳学院机械与能源工程学院,湖南 邵阳 422000;2.中南大学材料科学与工程学院,湖南 长沙 410083;3.邵阳学院高效动力系统智能制造湖南省重点实验室,湖南 邵阳 422000)

等离子体电解氧化(PEO)是一种用于阀金属的环境友好型表面处理工艺。PEO 是一个将电解质中元素的扩散与电泳、放电通道中的离子迁移以及金属表面的电化学氧化结合在一起的复杂过程[5-7]。PEO 膜能够显著提高基体合金的耐磨性[1-2]和耐蚀性[3-4],但是PEO 膜往往存在微孔或裂纹。这些微观缺陷为腐蚀介质向基底的扩散提供通道,降低了PEO 膜的耐腐蚀性能。因此需要对PEO 膜进行密封处理。近年来,基于硅氧烷的溶胶-凝胶封孔处理被广泛研究。Wang 等[8-10]使用γ-氨基丙基三甲氧基硅烷(γ-GPS)、聚甲基三甲氧基硅烷(PMTMS)等硅烷溶胶对PEO 膜进行封孔,膜层的耐蚀性得到显著提高。这是因为硅氧烷膜在PEO 膜上起到了物理屏障的作用,阻止了水、氧、氯等腐蚀性物质渗透到膜层中。Zhou 等[11]通过四乙氧基硅烷(TEOS)和3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MAPTS)的共聚反应制备了复合硅氧烷膜,该膜层具有出色的附着力和柔韧性,可增强基材的耐腐蚀性能。目前有关采用TEOS 和MAPTS 共聚形成的硅氧烷聚合物溶胶对PEO 膜进行封孔及其在酸性腐蚀介质中的耐腐蚀性能的报道较少。

本文利用TEOS 和MAPTS 在酸性(pH = 3.5)环境下发生缩聚反应形成的硅氧烷聚合物溶胶对PEO 膜进行封孔,在Al-Zn-Mg-Cu 合金上形成PEO-硅氧烷复合膜层。通过电化学试验研究了该复合膜层在酸性溶液中的腐蚀行为,探讨了封孔处理对PEO 膜体系耐腐蚀性能的影响,以求拓宽PEO 的应用范围。……

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