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虽然锌铬涂层技术是一项高耐蚀、无氢脆和污染小的金属表面防腐技术,但它的涂层中含有六价的铬,毒性强而且具有致癌作用,须进一步改进。本论文由此寻找一种水性无铬稀土锌铝合金涂液,使形成的涂层具有优良的耐蚀性。
对水性无铬稀土锌铝合金涂液进行了工艺研究,确定了水性稀土锌铝合金涂液的基本组成；用扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)、X射线衍射对涂层的形貌、成分、组织结构进行了研究；用盐雾试验、醋酸铅点滴实验以及电化学实验对涂层进行了耐蚀性的研究；结果表明:
1.酸体系中锌粉和铝粉最佳含量分别为350g/L和70g/L,最佳的稀土含量为5g/L,溶剂的配比为硼酸0.4g/L、甲酸3.2g/L、去离子水32.4g/L,金属粉中添加的聚乙二醇为180g/L:
2.硅烷体系中锌粉和铝粉最佳含量分别为350g/L和70g/L,最佳的稀土含量为5g/L,溶剂的配比为硅烷KH560、硅酸钠和去离子水的体积配比为1:1:2,金属粉中添加的聚乙二醇为175g/L；
3.对搅拌时间、固化各阶段的温度、时间的研究,得出最佳工艺条件:酸体系下涂液的搅拌时间为85～95min,硅烷体系下涂液的搅拌时间1.5h～2h；两种体系下的预烘温度为80℃左右,时间25～30min；烧结温度为300±5℃,时间30min。
4.用酸体系涂液制备的无铬锌铝合金涂层为银白色,具有金属光泽,耐盐雾试验时间平均达580h,比没加稀土的水性无铬锌铝合金涂层的耐蚀性增加了1倍,且涂层的结合力好(达到1级),完全无铬,符合环保要求。
5.用硅烷体系制备的无铬锌铝合金涂层的颜色比酸体系的要暗,是银灰色的,耐盐雾试验的时间平均达660h,比没加稀土的水性无铬锌铝合金涂层的耐蚀性增加了1.2倍。
6.实验通过扫描电镜及能谱分析,对其表面形貌及成分作了分析,推断出膜层的成膜机理和防腐机理:物理屏蔽效应；阴极保护作用；组分的缓蚀与钝化作用；自修复作用。