金屬材料防腐能力改進路徑探析
一、金屬材料概述
金屬元素是金屬材料的主要構成部分,金屬材料是什么呢?就是具有金屬特征的材料。通常被我們廣泛使用的金屬材料大都以純金屬、合金、金屬化合物還有特殊金屬材料為主,它們的機械功能就是它們的主要功能。對它們詳細進行劃分,可分成工藝功能與使用功能。工藝功能的含義是指金屬材料在機器部件加工制作時于不同溫度加工前提下所呈現(xiàn)出的功能,這種功能與它們在加工期間制作成型的適應能力有直接聯(lián)系,然而,因為金屬進行加工的生產(chǎn)條件是不一樣的,所以會導致它們的工藝功能有一些不同的地方。
金屬材料在運用期間所呈現(xiàn)出的功能就是它們的使用功能,使用功能的優(yōu)劣對金屬材料的運用領域與使用期限有直接影響。
金屬材料在機械加工領域運用的機械部件比較多,它們都需要在常溫、常壓以及不易腐化侵蝕的載體的條件下運用,并且,在運用期間所需承受的負荷是不同的。在負荷作用在金屬上的時候,金屬材料需具備相對強的抵御損壞的能力,也就是金屬材料的機械功能,同時也是金屬材料制作時的主要根據(jù),在詳細的制作過程當中和選取材料的過程中,要根據(jù)外加負荷特質選擇合適的金屬材料機械功能。性能不一樣對金屬材料各種性能的需求也是不相同的。
二、金屬材料腐蝕的類別
1、金屬化學腐蝕
金屬與非電解質直接化學作用腐化侵蝕過程的化學腐蝕所導致的傷害是一個純化學反應,腐化性載體的氧化與復原與金屬表層的原子發(fā)生反應具有直接關系,然后形成腐蝕產(chǎn)物。這一系列的作用不存在電流,可是是符合“化學動力學”的定律的。
2、金屬電化學腐蝕
金屬和電解質液體,在電化學的作用下產(chǎn)生的損壞就是電化學腐蝕。在作用期間,陰極電子與電流在電子的陽極同一時間流失,這一運動必然符合“電化學動力學”的根本秩序。
電化學腐蝕可以分成H2和 O2腐蝕的電解溶質的氫離子活度指數(shù)。金屬電化學腐蝕的原理就是鋼鐵在濕潤的空氣當中暴露,有一層很薄的水薄膜依附在表層,CO2在水里溶解成 HNO3空氣。在產(chǎn)生腐蝕作用的時候,被氧化的鐵作為原電池的負電子,在鐵與鋼里面移動到陽極(溶解在水薄膜里具備復原反應的雜質)。
三、金屬材料的防腐路徑
1、保護金屬表層
有兩種處理方式,分別是通過磷化方式與通過氯化方式。金屬的磷化處理:除去鋼鐵產(chǎn)物的油和銹后,浸放入金屬與碳酸根離子組成的化合溶液之中,金屬經(jīng)含有 Zn、Mn、Cr、Fe等磷酸鹽的溶液處理后在金屬表層形成的一種不溶性磷酸鹽膜,可以在金屬表層形成不溶于水的成分,這一經(jīng)過就叫做碳酸鹽處理。
磷化膜的顏色由暗灰色變?yōu)楹诨疑?,有五到二十微米厚,具有較強的抗腐化侵蝕性。磷化膜的結構孔較多,易吸附油漆,倘若用在油漆表層底部,可加強它的抗腐蝕性。
金屬的氯化處理:鋼鐵產(chǎn)物經(jīng)過氯氫化納和亞硝酸鈉的混合溶液采用熱處理,并在表層形成一層主要成分是四氧化三鐵的藍色氫化膜,為達到鋼鐵腐蝕的目的,這一作用叫做“發(fā)藍”。此種氫化膜的靈活性與潤滑性很強,無礙于部件的精度。像彈簧鋼、細鐵絲等精密設備與光學設備的零件都可以用于發(fā)藍處理。
非金屬涂層:塑料涂層的金屬表層要比噴漆的效果好,塑料覆蓋層細膩平滑,顏色十分鮮艷,同時具備腐化侵蝕與修飾的職能。搪瓷含有Si O2,其含量較大的玻璃搪瓷,有著很好的抗腐化侵蝕功效。
2、重型防腐油漆涂裝防腐技術
重型防腐涂料的涂層工藝十分漂亮、簡潔,如今還被運用在很多地方。依據(jù)涂層工藝的發(fā)展,涂料的重防腐蝕是鋼橋表層防腐的關鍵,在這里面,不管是國外的品牌油漆,還是中國制造的老牌子涂料,它們的防腐涂料工藝涂料種類都十分相像,都是由很多涂層體系構成的,有底漆、中間漆以及面漆。涂料的種類都是環(huán)氧富鋅底漆,含有環(huán)氧云母氧化鐵中間漆、環(huán)氧聚氨酯以及環(huán)氧各色面漆與氯化橡膠面漆等。鋼鐵與腐蝕環(huán)境在屏蔽作用下被涂料涂層所分離。在油漆涂料體系的鈍化緩蝕作用當中,第一工廠底漆的油漆層黏連對鈍化有鈍化緩蝕的功效,殺菌的功效并不理想。在防腐蝕底漆的陰極保護作用下,倘若增加鋅粉以及富鋅底漆,有助于鋼鐵的陰極保護功效。
3、熱噴涂防腐技術
分為火焰噴涂與電弧噴涂兩種噴涂方式?;鹧鎳娡浚核臒嵩词侨紵扇細怏w,它的方式是熔化金屬絲和粉末,然后霧化與吹噴在摹體表層。O2 和 C2H2火焰的噴涂是歐美的鋼鐵橋梁初期熱噴涂的防腐噴涂,而且獲得了顯著的抗腐成效。
電弧噴涂:利用電弧噴涂裝置,加熱、熔化、霧化以及噴涂兩個帶電金屬絲后產(chǎn)生的防腐蝕的涂層,還有有機封閉涂層的長效防腐復合涂層便是電弧噴涂的防腐原理。
4、離子注入技術
離子注入技術的產(chǎn)生時間是 20 世紀70 年代,它是一種表面改性技術,它不同于電鍍、電鋰鍍膜以及化學氣相沉積這樣的平常的涂層技術。它是運用高速高能量沖擊以轉變表面特質的一種新的技能,F(xiàn) 高能離子在真空狀態(tài)中加快注入周體表面的速度,能夠對其構造進行轉變及操控,能注入基層表層獲取高度飽和固溶體與亞穩(wěn)相以及非晶態(tài)與平衡合金等不一樣的組織構造,從而令摹體表層的抗腐化侵蝕能力得以大大提升。像離子植入金屬,用來提升表層的化學性能,能夠提升金屬表層的抗腐化侵蝕功能。鋁和鎘合金表層的改性在離子注入技術產(chǎn)生的時候就已經(jīng)是研究的熱點了。這幾年以來,離子注入技術已經(jīng)慢慢地被運用于鎂合金材料之中,能夠提高它的防腐性。
5、熱浸鍍防腐技術
身為浸涂層的金屬,如 Zn、Sn、Pb等熔點都比較低,熱浸電鍍金屬層厚度與一些腐化侵蝕的狀態(tài)中長久的運用,比如鍍鋅、鍍鋁以及其余一部分特別的物質,或者像鍍錫與鍍鉛合金產(chǎn)物,作為特殊介質抗腐蝕涂料。熱浸鍍防腐手段含有熱浸鍍錫、熱浸鍍鉛以及熱浸鍍鋅。
熱浸鍍錫的主要用途是制作薄鋼板與食品處理等的儲存器皿,熱浸鍍鉻的主要用途是用在化學腐蝕以及涂層電纜;熱浸鍍鋁的主要用途是用在鋼鐵器件抵抗高溫防氧化……除此之外,隨著工業(yè)的發(fā)展,運用抗腐化侵蝕的涂料與把握制造成本愈來愈高了,熱浸鍍正趨向合金化鍍層技術慢慢發(fā)展。
6、電化學防腐技術
依據(jù)電化學方面的有關理論,“電化學保護法”在金屬裝置上采用手段,成為腐蝕電池的陰極,從而預防或者減少金屬的腐化侵蝕。第一種方式是“犧牲陰極保護法”,它所利用的手段是電極電勢比被保護金屬還要低的金屬以及合金當作陽極,固定于被保護的金屬之上使之產(chǎn)生“腐蝕電極”,從而令金屬作為陰極而受到保護。鋅、鋁以及合金是犧牲陽極的常用材料,此種手段主要用于對位于海中的多種金屬裝置、航海船只的船殼的保護,增加像存油罐這樣的裝置以及石油管道的抗腐蝕性。第二種方法是外加電流,把被保護的金屬和另外一個附加的電極當作電池的兩極,令金屬當作陰極在外加直流電的作用下被保護,此種方式多用于預防金屬裝置被土壤、海水以及河水的腐化侵蝕。
7、涂料涂層防毒技術
在金屬的表面涂抹不易腐蝕的有機涂料之后,會產(chǎn)生三個方面的作用:電化學保護作用、隔絕與緩解腐蝕作用。如此以來,金屬極不容易被腐蝕,這種技術應用得非常多。金屬涂抹有機涂料之后的機能改進,能增多金屬作為包裝材料的多重機能。在金屬上涂抹油漆涂料、一些高分子材料(比如橡膠、聚氯乙烯)等等,能夠將本體或者空氣,或者其他介質絕對隔離,從而來完成防腐的功能。最近幾年以來,科研人員研發(fā)出很多種新型化合物,擁有良好的耐腐蝕性,并且這些化合物有很高的熱穩(wěn)定性。另外,復合材料合成的玻璃鱗片的防腐蝕性的涂料擁有很強的保護機能。
四、夢能服務與支持
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油漆樣品適用范圍:
用于新建項目:驗證油漆配套的可行性、檢驗附著力、效果圖與實際顏色的色差。
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申請用量:在1KG以內(nèi)免費送貨上門。
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