镀锌层是钢铁基体最廉价的保护层,而钝化则是镀锌所必经的处理过程。钝化可高镀锌层的耐蚀性,改善其装饰性,提高与涂料的结合力。传统的钝化溶液含有六价铬、硫酸根、硝酸根等,尽管有许多研究人员开展了无铬钝化的研究工作,但是,因无铬钝化膜的耐蚀性等问题,这种钝化溶液短时间内仍难以工业化生产应用。
镀锌是钢铁领域重要的防腐技术之一,镀锌钢板因其具有良好的防腐蚀性能而被广泛地用于汽车、家电、建筑和航空等领域.但镀锌钢板在潮湿的环境中易被腐蚀,产生白色的腐蚀产物,严重影响镀锌钢板的防腐蚀能力.在镀锌钢板表面采用铬酸盐钝化技术可以大大提高镀锌钢板的防腐蚀能力,并且铬酸盐钝化技术工艺简单、成本低廉.但铬有剧毒,对人体健康和环境造成了严重的危害.协同钝化技术是无铬、环境友好型钝化技术,2003年Ferreira等利用稀土铈及镧离子与硅烷之间的协同作用在镀锌钢板表面制备稀土-硅烷复合膜,结果发现协同钝化技术产生的复合膜的耐腐蚀性比单一膜层要优良得多.随后有大量的研究者将协同钝化技术应用于镀锌钢板防腐蚀领域,本文主要阐述无机-有机缓蚀剂的协同钝化效应在镀锌钢板表面的应用。
钝化机理
铁、铝在稀HNO3或稀H2SO4中能很快溶解,但在浓HNO3或浓H2SO4中溶解现象几乎完全停止了,碳钢通常很容易生锈,若在钢中加入适量的Ni、Cr,就成为不锈钢了。金属或合金受一些因素影响,化学稳定性明显增强的现象,称为钝化。由某些钝化剂(化学药品)所引起的金属钝化现象,称为化学钝化。如浓HNO3、浓H2SO4、HClO3、K2Cr2O7、KMnO4等氧化剂都可使金属钝化。金属钝化后,其电极电势向正方向移动,使其失去了原有的特性,如钝化了的铁在铜盐中不能将铜置换出。此外,用电化学方法也可使金属钝化,如将Fe置于H2SO4溶液中作为阳极,用外加电流使阳极极化,采用一定仪器使铁电位升高一定程度,Fe就钝化了。由阳极极化引起的金属钝化现象,叫阳极钝化或电化学钝化。