·358· 北京科技大学学报 1997年第4期 OH OH QH OH HO-Si-O-Si-OH-O=Si-O-Si=0+2HO OHOH 2SiO,+3HO 由于SiO,胶核表面吸附的是SiO?离子，因此存在于溶液中的部分带负电的SiO,胶粒 与Zn2+还可产生ZnSiO,化合物，作为钝化膜的组分吸附于膜的表层) 2.4钝化膜的耐蚀性 (1)E一1曲线.图4是钝化前后电镀锌钢板试样和宝钢产钝化镀锌钢板试样E-1曲线. 由图4可见，钝化前后的镀锌板试样初 .1 始电位非常接近，约10h后，未钝化试样电 1.0 位明显正移，并出现多次跳跃，至78h其表 0.9- 面出现红锈，而钝化后的各个试样的电位基 0.8 本稳定在-1.060~-1.040V(SCE)之间，一直 0.7 持续到100h左右.约120h后，CrO,-SiO,体 0.6 系钝化的试样电位向正方向迅速移动，至 50 100 150 200 160h出现红锈；而CrO,-HPO,-SiO2体系 th 钝化的试样电位变化迟缓，到150h后才发 图4钝化前后电镀锌钢板E曲线 1.未钝化，2.Cr0,-Si0钝化（宝钢产） 生明显正移，直至200h其表面仍未发现红 3.Cr03-HP0-Si0,钝化 锈.曲线表明，CO,-HPO,-SiO,体系钝化 膜的稳定性较好，其防蚀效果优于CO,一 表2钝化前后电镀锌钢板发生锈蚀时间h SiO,体系钝化膜， 条件 表面状态 (2)中性盐雾试验，表2列出了钝化前后 白锈 红锈 原始电镀锌钢板 6 31 镀锌板试样在5%NaC1中性盐雾试验中其表 CrO-SiO2钝化 24 72 面开始发生白锈和红锈的时间. CrO-HPO4-SiO2钝化 72 124 试验结果证明，CrO,-H,PO,-SiO,体系 钝化膜显著提高了电镀锌钢板抗白锈能力，是原始电镀锌钢板的12倍，其耐蚀效果也优于宝 钢产C0,-Si0,系钝化电镀锌钢板，并达到IS04520一1981标准. (3)耐蚀原因分析.CO,-H,PO,-SiO,体系钝化膜具有屏蔽效应和缓蚀作用. 1)屏蔽效应，这种氧化膜是三价铬的多核聚合体，它是以八面体作为基本组元，其中心有 C+,各顶点为水分子，水被置换后产生(Cr-OH-C)组成的三维无机大分子聚合体，形成连 续的保护膜，其表面氧的还原过电位较高，故能阻滞锌层的腐蚀溶解， 其次，钝化液中的磷酸在成膜过程中既是促进剂，又是成膜剂.它可以溶解锌层表面的脆 性氧化锌(ZO),活化锌层表面，促使锌与铬酸钝化反应速度加快，形成较厚的钝化膜；溶液 中的PO}~同Zn2+,Cr+化合产生难溶性的Zn,(PO,),和CrPO,结晶，沉积在锌层表面.同 时，细小的SiO,胶态粒子或ZSiO,粒子渗透、嵌附在膜的孔隙内或吸附于膜层表面，与铬酸 盐和磷酸盐互相掺杂、交联，形成一层致密的厚型钝化膜，明显改善了膜层的“屏障”作用. 2)缓蚀作用.钝化膜中的水溶性C+对提高钝化膜的防护性能至关重要.它作为阳极型 缓蚀剂，使钝化膜损伤处重新修复，提高了膜的再钝化能力；同时，吸藏在钝化膜表层中的北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 一 一 。 一 盗 一 查 一 。 一 认 乓 ” 伙 由于 胶 核 表 面 吸 附 的是 一 离 子 ， 因此 存 在 于 溶 液 中的部分 带 负 电的 胶 粒 与 ， 十 还 可 产生 化合 物 ， 作 为钝 化 膜 的组分 吸 附于 膜 的表层 钝化 膜 的耐蚀 性 一 曲线 图 是 钝 化前后 电镀 锌 钢板试样 和 宝 钢产钝 化镀 锌钢板试样 一 曲线 由 图 可 见 ， 钝 化 前 后 的镀 锌 板 试 样 初 始 电位 非 常 接 近 ， 约 后 ， 未 钝 化 试 样 电 位 明 显 正 移 ， 并 出 现 多 次 跳 跃 ， 至 其 表 面 出现 红 锈 ， 而 钝 化 后 的各 个试 样 的 电位 基 本稳 定在 一 一 之 间 ， 一 直 持续到 左 右 · 约 后 ， 心 一 体 系 钝 化 的 试 样 电 位 向 正 方 向 迅 速 移 动 ， 至 出现 红 锈 而 心 一 从 一 体 系 钝 化 的 试 样 电位 变 化 迟 缓 ， 到 后 才 发 生 明 显 正 移 ， 直 至 其 表 面 仍 未 发 现 红 锈 · 曲线 表 明 ， 心 。 一 毯 一 体 系 钝 化 膜 的 稳 定 性 较 好 ， 其 防 蚀 效 果 优 于 心 。 体系钝 化膜 · 中性 盐 雾 试 验 表 列 出 了 钝 化 前 后 镀锌板 试样 在 中性 盐雾试验 中其表 面 开始 发 生 白锈和 红锈 的 时 间 试 验 结 果 证 明 ， 心 一 从 一 体 系 不几 曰﹄ 了 口自国 图 钝化前后 电镀锌钢板 曲线 未钝化 ， 钝化 宝钢产 仇 一践 月 钝化 表 钝化前后 电镀锌钢板发生锈蚀时间 条件 表面状态 白锈 红锈 原始 电镀锌钢板 一 钝化 一 凡 月一 钝化 钝化膜 显著提 高 了 电镀 锌钢板抗 白锈能力 ， 是 原始 电镀锌钢 板 的 倍 ， 其耐蚀效果也优于 宝 钢产 心 一 系钝 化 电镀 锌 钢板 ， 并 达 到 一 标 准 耐蚀 原 因分 析 · 心 一 从 一 体系钝 化膜具 有屏 蔽效应和缓蚀作用 屏 蔽效应 这 种 氧 化 膜是 三 价 铬 的多 核 聚合体 它是 以 八 面体作为基 本组元 ， 其 中心 有 尸 十 ， 各顶 点 为水分 子 ， 水 被 置换后 产 生 一玲 组成 的三 维无机大分子 聚合体 ， 形成 连 续 的保护膜 ， 其表 面 氧 的还 原 过 电位 较 高 ， 故 能阻滞锌层 的腐蚀 溶解 其次 ， 钝化液 中的磷 酸在 成 膜 过程 中既是促 进 剂 ， 又是 成膜剂 它 可 以 溶解 锌层 表 面 的脆 性 氧 化 锌 ， 活 化 锌 层 表 面 ， 促 使锌 与铬 酸 钝 化 反 应 速 度 加 快 ， 形 成 较 厚 的钝 化 膜 溶 液 中的 一 同 ’ ， 化 合 产 生 难 溶 性 的 和 结 晶 ， 沉 积 在 锌层 表 面 同 时 ， 细小 的 胶态粒 子 或 粒 子 渗透 、 嵌 附在 膜 的孔 隙 内或 吸 附于 膜 层 表 面 ， 与铬 酸 盐和磷 酸盐互 相掺 杂 、 交 联 ， 形 成 一层致 密 的厚 型钝 化膜 ， 明显 改 善 了膜层 的 “ 屏 障 ” 作 用 缓蚀作 用 钝 化膜 中的水溶性 护 对提 高钝 化膜 的 防护性 能至 关重要 它作 为 阳极 型 缓 蚀 剂 ， 使钝 化 膜 损 伤处重 新 修 复 ， 提 高 了 膜 的 再 钝 化 能 力 同 时 ， 吸 藏 在 钝 化 膜 表 层 中 的