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    熱鍍鋅護欄鋅層硅烷膜耐蝕機理的分析

    編輯:山東帝燦護欄有限公司時間:2021-07-21

    ?  眾所周知,熱鍍鋅護欄鋅表面腐蝕的過程包括陽極溶解反應∶Zn—2e—→Zn2+及陰極去極化反應;O2+2H2O十4e—→4OH~,只要兩種反應同時或之一被制約,腐蝕都會被控制。未經任一處理的純鋅試樣,O2和電子可以在溶液和鋅界面上自由地擴散和遷移,陰極反應和陽極反應速率都比較大,表現為極化曲線陰極分枝和陽極分枝的電流密度隨電位變化均比較大。而表面有硅烷膜的存在,妨礙了O2和電子在溶液和鋅界面之間的擴散和遷移,熱鍍鋅鋼腐蝕動力下降,腐蝕速率大大降低。重要的是,由于硅烷的特定結構,硅烷與鋅表面形成相當強的化學鍵Zn一O-Si,使得鋅表面活性大為下降,阻止了鋅離子向腐蝕介質5%NaCl溶液的進一步溶解。因此,硅烷膜的存在使鍍鋅層的耐蝕性得到了上提。

      金屬氧化物具有較高的表面,能與金屬一樣含有活性的羥基,通常它們是堿性的,而硅醇上的羥基卻是酸性的。熱鍍鋅護欄鋅層經過NaOH溶液堿洗處理之后,保留了大量的堿性羥基;經過Ce(NO3)3溶液氧化處理后,在鋅表面生成了一層含Ce與Zn的氧化物層,增加了表面能和羥基的數量。這些表面上存在的反應性的堿性羥基與溶液中水解硅烷的一OH和一-SiOH脫水反應形成Zn一O-Si共價鍵,在鋅表面成膜,同時膜層中通過Si一O—Si鍵交聯形成網狀膜而緊密的覆蓋在鋅層表面;而未經任一處理和經過HNO。溶液處理的鋅表面上的羥基數量不足,格外是經過HNO3溶液處理的,消耗了大量的羥基,降低了與硅烷的反應能力。因此,鍍鋅層表面經過NaOH和Ce(NO3);溶液處理之后再涂覆了硅烷成膜,其耐蝕的能力要高于其它處理方法。

      另一方面,熱鍍鋅護欄的鍍鋅層用Ce(NO3)3溶液預處理之后,于鋅表面形成的一層稀土轉化膜覆蓋了陰極反應活性的部位,阻礙O2和電子在金屬鋅表面和溶液之間的轉移和傳遞,也就是說,陰極還原的反應被稀土膜制約。再涂覆硅烷后,形成Zn一O—Si共價鍵,并且硅烷水解產物硅醇分子間又可相互縮合為Si一O-Si鍵,交聯形成網狀膜,它們覆蓋在鍍鋅層的表面。因此,由于稀土轉化膜與硅烷膜的“協同作用”,令其耐蝕能力比NaOH溶液處理的

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