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3掺杂缓蚀剂的SNAP涂层的制备和研究..20
3.1实验试剂、实验仪器及设备.20
3.1.1实验试剂20
3.1.2实验仪器及设备20
3.2掺杂缓蚀剂的SNAP涂层的制备与表征..20
3.2.1SNAP溶胶的制备..20
3.2.2掺杂缓蚀剂的SNAP涂层的制备.21
3.2.3掺杂缓蚀剂的SNAP涂层的表征..22
3.3实验结果与讨论22
3.3.1TEM观测结果与分析22
3.3.2电化学阻抗谱测试结果与分析22
3.3.3光学显微镜观测结果与分析.24
3.4本章小结24
4存在的问题及前景展望25
4.1实验中存在的问题..25
4.2实验前景展望.25
结论26
致谢27
参考文献..28
1 引言 1.1 金属腐蚀及其研究背景 金属腐蚀是指金属材料由于受到周围介质的作用而发生状态变化 ,转变成新相 ,从而遭受破坏的现象[1]。金属腐蚀不仅会造成各种基础设施、设备的损坏和功能丧失，缩短材料的使用寿命，也会极大浪费材料、资源和能源；而且还会导致各种突发性的灾难事故，如引发油气泄漏，污染海洋环境，甚至造成人身伤亡[2]。据统计全世界每年因腐蚀而废弃的钢铁材料约占年产量的 30%，每年生产的钢铁约 10%完全成为废品。实际上，由于腐蚀引起工厂的停产、设备的更新、能源的浪费、产品和原料的流失等间接损失远远大于损耗的金属材料的价值。各发达国家每年由于钢铁腐蚀造成的经济损失大约占国民生产总值的 1%～4%，腐蚀问题成为阻碍高新技术发展和国民经济持续健康发展的重要制约因素[3]。 铁矿石冶炼成钢(元素态)需消耗大量的能量，矿石类化合物是稳定态，而钢铁为不稳定态，随时有恢复至其原始化合物(矿石)状态的倾向而释放能量。
这种过程是化学热力学自发的，从而就发生了腐蚀。 金属腐蚀机理可分为 : 物理腐蚀、 化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀是指非电解质直接与金属发生化学作用而引起的损坏。其特点是金属原子在化学介质/金属两相的界面上直接交换电子，直接发生化学反应。化学介质是不导电不电离的非电介质溶液或干气体。电化学腐蚀是金属在电解质溶液中发生的电化学作用引起的破坏，在腐蚀的过程中有电流产生。电化学腐蚀与化学腐蚀不同之处在于前者形成了原电池反应。电化学腐蚀可以分为阳极过程和阴极过程，这两个过程在相对独立的不同部位并且可同时进行。电化学腐蚀是腐蚀防护领域中最重要的研究对象。日常所见的电化学腐蚀大多是氧浓度差所引起的[4]。其电池反应如下： 阳极(Fe)：- 2+Fe - 2e = Fe 阴极(O2)：--22O + 2H O + 4e = 4OH 总反应：2 2 22Fe + O + 2H O = 2Fe(OH) 该腐蚀过程主要是在中性、碱性或弱酸性的介质中发生的[5]。 金属腐蚀防护的方法主要有：(1)改变金属材料的组成，根据环境介质的不同选择相应的材料组成耐蚀合金，或向金属材料中添加合金元素，提高其耐腐蚀能力，从而减缓或防止金属的腐蚀。(2)形成保护层，通过把保护层覆盖在金属表面，阻隔被保护金属与腐蚀性介质的接触，能有效的防止金属腐蚀，工业上广泛使用的保护层可分为金属保护层和非金属保护层。通常是通过以下方法实现的：①金属的磷化处理，通过在特定组成的磷酸盐溶液中浸泡已去油、除锈的钢铁制品，在其表面形成一层不溶于水的磷胺盐薄膜；②金属的氧化处理，通过加热浸泡着钢铁制品的NaOH和 NaN02的混合溶液,源]自{751^*论\文}网·www.751com.cn/ 在金属表面形成一层厚度约为 0.5µm～1.5µm 的蓝色氧化膜；③金属保护层，将一种金属镀在另一种被保护的金属材料表面上，形成保护性镀层；④非金属涂层,将如搪瓷、塑料、油漆、矿物性油脂等非金属物质涂覆在金属表面上，形成保护涂层。(3)改善腐蚀环境。(4)电化学保护法, 根据电化学原理使金属材料成为腐蚀电池中的阴极，从而减轻或防止金属腐蚀，主要有牺牲阳极保护法和外加电流法[6]。 目前，在金属材料表面涂覆有机涂层是应用最广泛的金属防护方法之一。而影响有机涂层腐蚀防护效率最主要的两个方面是涂层物理阻隔性和金属基体与涂层的结合力。通常，通过开发新涂料体系或向涂料中添加各种填充物等方法能有效的增强有机涂层物理阻隔性。而为实现增强涂层与金属表面的结合力的目的，人们常常使用各种金属表面预处理方法和工艺，其中应用最为广泛的是磷化处理与铬酸盐钝化处理[7-9]。经磷化处理，会在金属表面形成一层磷酸盐膜，从而使金属浸泡的水体富营养化。而经铬酸盐处理后，虽然可形成耐蚀性较好的铬/金属的混合氧化物膜，膜中主要以 Cr3+和 Cr6+形式存在，但是具有可溶性的 Cr6+化合物毒性高、易致癌。