简述疏水利用电沉积SiO_2薄膜构建新型防护系统

论文导读：2.1化学试剂和有机涂料34-362.1.1化学试剂34-362.1.2有机涂料362.2实验用基体及其表面前处理36-372.2.1基体及其化学组成362.2.2基体的表面前处理36-372.3前驱体溶液配制及E-Si0：膜的制备37-382.3.1前驱体溶液配制372.3.2E-SiO_2膜的制备37-382.4有机涂层与超疏水膜的制备382.5实验仪器和表征策略38-422.5.1实验
摘要：涂层系统被广泛地运用于金属的腐蚀与防护领域。一个完整的涂层系统通常至少由两部分组成：预处理层和防护涂层。磷酸盐转化和铬酸盐钝化是两种常用的传统预处理策略,能够为整个涂层系统提供良好的结合力和耐腐蚀性能。但是,由于磷酸盐转化会造成水体富营养化,铬酸盐膜中的六价铬具有致癌性,限制了它们的运用,由此,不论对学术探讨或工业运用来讲,寻找一种不仅能够提供良好的腐蚀防护性能,而且具有环境友好性的新型预处理策略都是很迫切的。溶胶-凝胶法(sol-gel)制备的无机膜、有机膜以及无机-有机杂化膜成为最有希望取代这两种传统工艺的绿色环保工艺。然而,由于sol-gel法制备的上面陈述的薄膜很薄(1μm),且无机膜易脆,有机膜的官能团对后续涂层具有选择性等理由限制了它的广泛运用。针对常规sol-gel法的这些缺点,本论文提出利用电化学辅助技术制备的Si02薄膜(E-SiO2)来构建新型涂装防护系统,拓展了SiO2薄膜的运用领域。本论文的主要探讨内容有：(1)以E-SiO2膜为预处理层来构建金属/E-SiO2膜/环氧涂层系统。探讨发现,E-SiO2膜与金属基体间是通过M-O-Si键结合的(其中M表示金属),由此E-SiO2膜与金属间的结合力很好；而制得的E-SiO2膜,表面粗糙多孔,故环氧涂层可以很好的渗入到E-SiO2膜中,使E-SiO2膜层与环氧涂层之间具有很好的结合力。阻抗及盐雾实验等测试结果表明,经E-SiO2膜预处理的环氧涂层具有非常优异的防腐蚀性能,甚至优于传统的磷酸盐转化,且与铬酸盐钝化工艺的防护性能相当。此外,E-SiO2膜还可以用作缓蚀剂(如苯骈三氮唑,BTA)的“存储器”,缺陷涂层的EIS测试及浸泡实验结果表明,经E-SiO：膜+BTA预处理过的涂层系统具有更优异的防腐性能。(2)以E-SiO2膜为预处理层来构建超疏水防护系统。超疏水表面的构建需满足两个条件：粗糙的表面和低表面能物质。探讨发现,因电化学辅助沉积法制备的SiO2膜表面粗糙度较大,且通过转变沉积时间和沉积电位,均能转变SiO2膜的厚度和粗糙度,由此,将E-SiO2莫与低表面能的十二烷基三甲氧基硅烷(DTMS)结合,可以构建超疏水膜。接触角测试结果表明,随着E-SiO2膜沉积时间的延长或沉积电位的负移,膜的接触角也不断的增加,即疏水性增强。测试实验结果发现,超疏水系统体现出良好的耐腐蚀性能。关键词：金属防护论文涂装系统论文超疏水膜论文电沉积SiO_2薄膜论文预处理层论文
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摘要7-9
Abstract9-11
目录11-15
第一章 绪论15-34

1.1 前言15-16

1.2 金属涂层系统中预处理层的防护机制16-17

1.2.1 物理屏障作用16

1.2.2 化学保护16

1.2.3 良好的结合力16

1.2.4 负载缓蚀剂16-17

1.3 常见预处理层的制备策略17-21

1.3.1 溶胶-凝胶法17-18

1.3.2 化学气相沉积法(CVD)18

1.3.3 电泳18-19

1.3.4 电化学辅助沉积法19-21

1.4 预处理膜的探讨进展21-26

1.4.1 传统磷酸盐转化膜、铬酸盐钝化膜21-22

1.4.2 传统sol-gel法制备的预处理膜22-24

1.4.3 电化学辅助沉积法制备的sol-gel膜24-26

1.5 本论文的选题目的和作用以及主要探讨内容26-27

1.5.1 选题目的和作用26

1.5.2 主要探讨内容26-27

参考文献27-34
第二章 实验部分34-43

2.1 化学试剂和有机涂料34-36

2.

1.1 化学试剂34-36

2.

1.2 有机涂料36

2.2 实验用基体及其表面前处理36-37

2.1 基体及其化学组成36

2.2 基体的表面前处理36-37

2.3 前驱体溶液配制及E-Si0：膜的制备37-38

2.3.1 前驱体溶液配制37

2.3.2 E-SiO_2膜的制备37-38

2.4 有机涂层与超疏水膜的制备38

2.5 实验仪器和表征策略38-42

2.5.1 实验仪器38-39

2.5.2 表征策略39-42

参考文献42-43
第三章 以E-SIO_2论文导读：理表征443.2.4耐腐蚀性能表征44-453.3结果与讨论45-603.3.1E-SiO_2膜的表面形貌和BET实验结果45-463.3.2沉积电位和沉积时间对E-SiO_2膜的影响46-473.3.3涂装系统的耐腐蚀性能47-553.3.4金属/环氧涂层系统的结合力55-563.3.5MS/E-SiO_2膜的界面成键情况56-583.3.6MS/E-SiO_2膜/环氧涂层界面形貌58-593.3.7E-SiO_2膜
膜为预处理层的环氧涂层防护系统43-64

3.1 引言43

3.2 实验部分43-45

3.

2.1 涂层制备43-44

3.

2.2 涂层结合力测试44

3.

2.3 物理表征44

3.

2.4 耐腐蚀性能表征44-45

3.3 结果与讨论45-60

3.1 E-SiO_2膜的表面形貌和BET实验结果45-46

3.2 沉积电位和沉积时间对E-SiO_2膜的影响46-47

3.3 涂装系统的耐腐蚀性能47-55

3.4 金属/环氧涂层系统的结合力55-56

3.5 MS/E-SiO_2膜的界面成键情况56-58

3.6 MS/E-SiO_2膜/环氧涂层界面形貌58-59

3.7 E-SiO_2膜+BTA对涂层的自修复作用59-60

3.4 本章小结60

参考文献60-64
第四章 以E-SIO_2膜为预处理层的超疏水防护系统64-76

4.1 引言64-65

4.2 实验部分65-66

4.

2.1 超疏水膜的制备65

4.

2.2 物理表征65

4.

2.3 接触角实验65

4.

2.4 EIS测试和浸泡实验65

4.

2.5 铁离子浓度测试65-66

4.3 实验结果与讨论66-72
4.

3.1 超疏水膜的物理表征66-67

4.

3.2 E-SiO_2膜不同沉积时间与电位对膜接触角的影响67-69

4.

3.3 不同浓度的Cl溶液对超疏水膜的影响69-70

4.

3.4 超疏水膜的耐腐蚀性能70-72

4.4 本章小结72-73
参考文献73-76
第五章 结论与展望76-78

5.1 结论76

5.2 展望76-78

附录78