当前课程知识点:腐蚀与防护 > 第八章 金属腐蚀控制与防护 > 8.4 金属涂镀层 > 非金属防护层
非金属涂层包括无机涂层和有机涂层
无机涂层包括化学转化膜
搪瓷或玻璃覆盖层等
其中应用比较广泛的是化学转化膜
化学转化膜是金属表层原子
与介质中的阴离子反应
在金属表面生成的附着性好
耐蚀性优良的薄膜
如式所示
式中的M为金属原子
AZ-为介质中价态为Z的阴离子
转化膜可分为铬酸盐膜
磷化膜化学氧化膜和阳极氧化膜
铬酸盐膜是在含有铬酸
铬酸盐或重铬酸盐溶液中
用化学或电化学方法进行钝化处理
在表面上形成三价铬
和六价铬的化合物组成的钝化膜
厚度一般为0.01~0.15um
随厚度不同
铬酸盐的颜色可从
无色透明转变为金黄色
绿色褐色甚至黑色等
铬酸盐膜的有效防蚀期主要取决于
六价铬溶出的速率
广泛应用于锌及其合金
锡及其镀层的表面处理
磷化膜是钢铁零件
在含磷酸和可溶性磷酸盐溶液中
通过化学反应在
金属表面上生成的不可溶的
附着性良好的保护膜
磷化工艺分为高温
中温和常温磷化
工业上最广泛应用的有三种
磷酸铁膜
磷酸锰膜 磷酸锌膜
一般厚度为5~6um
由于磷化膜空隙大
耐蚀性差
因此磷化后需钝化或浸油封闭处理
另外磷化膜经常作为油漆的底层
可提高油漆的附着力
例如汽车涂装前需要磷化处理
图示为某些螺丝螺母的锰系磷化
钢铁的化学氧化膜
利用化学方法生成一层
保护性Fe3O4氧化膜
碱性氧化法生成蓝黑色保护膜
称为发蓝
也有在酸性常温处理的发黑工艺
经化学氧化后的膜耐蚀性较差
通常要涂油或涂蜡才有
良好耐大气腐蚀作用
最后是铝及其合金的阳极氧化
它是指铝及其铝合金在硫酸
铬酸 草酸等溶液中
进行阳极氧化处理
可得到几十至几百微米厚的
多孔氧化膜
经封闭处理后可得到
耐蚀和耐磨性能很好的保护膜
图示为铝球通过
双极电化学阳极氧化
得到不同厚度后的宏观照片
在不同厚度下
铝球可以形成不同的颜色
搪瓷又称珐琅
是类似玻璃的物质
常用作各种化工容器衬里
它能抗高温高压下
有机酸和无机酸的侵蚀
由于搪瓷涂层没有微孔和裂缝
所以能将钢材基体与介质完全隔开
起到防护作用
硅酸盐水泥涂层
是将硅酸盐水泥浆料
涂覆在大型钢管内壁
固化后形成涂层
由于它价格低廉
使用方便
而且膨胀系数与钢接近
不易因温度变化而开裂
因此广泛用于水和土壤中的
钢管和铸铁管线
厚度一般为0.5~2.5cm
如图为自来水管线的
水泥金属复合管道
类似的复合管道还包括
不锈钢 碳钢
环氧树脂 钢等复合管道
利用更耐蚀的金属或
非金属隔离介质
达到防腐作用
另外利用不耐蚀金属的高强度
达到两者耐蚀和成本节约的多重目的
陶瓷涂层在许多环境中
具有优异的耐蚀
耐磨性能
具有广泛的用途
其制备包括喷涂
溶胶凝胶法等
有机涂层包括涂料
塑料硬橡皮覆盖层
防锈油脂等
涂料俗称油漆
它由成膜物质
颜料及固体填料
分散介质
助剂等组成
涂料中如果
未加颜料的透明液体为清漆
如分权清漆
过氧乙烯清漆等
涂料保护层所涉及的范围相当广泛
对于钢结构而言
典型的防护涂料类有
环氧树脂基体系
聚氨酯基体系
有机硅树脂基体系
有机氟树脂基体系等
随着环保意识的加强
目前发展并应用水性涂料
同时具有自修复型防腐涂料
防腐与防火一体化多功能涂料等
也受到研究者们的关注
塑料涂层是将塑料粉末喷涂在
金属表面
经加热固化形成塑料涂层
或用层压法将塑料薄膜直接
粘结在金属表面
有机涂层技术板
不仅能提供高耐蚀性
也可制成各种颜色
花纹的板材
防锈油它通常由基础油
防锈剂
辅助剂构成
常用于零部件加工过程中的
临时性保护耗材
除此之外
目前发展研究的保护涂层
还有导电高分子防护涂层
石墨烯复合涂层
超疏水涂层等
由于金属在不同介质环境下的
腐蚀特性及机理不同
我们要根据具体情况
选择合理有效
可行的腐蚀控制方法
那就需要从防护效果
实施难易程度
经济效益和环境保护等多方面考虑
在防护效果上要根据
设备装置的整体性
主要部件的结构特征
材料性质
环境性质
腐蚀控制方法的使用条件
和特点等综合考虑
即使相同的材料
针对不同的设备和零件
选择控制方法时也应该注意
例如直径较小的空心管
电镀喷涂的方法就比较困难
化学镀 浸镀等相对方便
在铝钛等金属表面电镀困难
可以考虑表面化学氧化
阳极氧化等工艺
同时经济效益和环保
也是选择腐蚀控制方法
要考虑的一个十分重要的因素
-1.1 腐蚀与防护的基本概念
-1.2 腐蚀的分类
--腐蚀的分类
-1.3 全面腐蚀速率的评价指标
-第一章 概论--本章习题
-2.1 电化学腐蚀电池
--电化学腐蚀电池
-2.2 电极和电极电位
--电极和电极电位
-2.3 E-pH图及其应用
-第二章 电化学腐蚀热力学--本章习题
-3.1 电极的极化
--电极的极化
-3.2 单电极反应动力学
--单电极反应动力学
-3.3 混合电位理论
--混合电位理论
-3.4 析氢腐蚀与吸氧腐蚀 一
-3.5析氢腐蚀与吸氧腐蚀 二
-第三章 电化学腐蚀动力学--本章习题
-4.1 钝化及电化学极化特征
-4.2 钝化的影响因素
--钝化的影响因素
-4.3 不锈钢钝化质量的检测
-4.4 金属动电位极化测量实验
-第四章 金属的钝化--本章习题
-5.1 电偶腐蚀
--电偶腐蚀
-5.2 点蚀
--点蚀
-5.3 缝隙腐蚀
--缝隙腐蚀
-5.4 晶间腐蚀与选择性腐蚀
-5.5 晶间腐蚀综合实验
--晶间腐蚀综合实验
-第五章 常见的金属局部腐蚀形态--本章习题
-6.1 应力腐蚀开裂
--应力腐蚀开裂
-6.2 氢致开裂
--氢致开裂
-6.3 腐蚀疲劳
--腐蚀疲劳
-6.4 磨损腐蚀
-- 磨损腐蚀
-本章习题--作业
-7.1 大气腐蚀
--大气腐蚀
-7.2 水环境腐蚀
--水环境腐蚀
-7.3 土壤环境腐蚀
--土壤环境腐蚀
-7.4 自然环境腐蚀检测方法与腐蚀失效工程案例
-本章习题--作业
-8.1 选材与结构设计
-8.2 电化学保护
--电化学保护
-8.3 缓蚀剂保护
--缓蚀剂保护
-8.4 金属涂镀层
--金属层防护层
--非金属防护层
-8.5 大型工程中的腐蚀防护应用案例
-第八章 金属腐蚀控制与防护--本章习题
-一、判断题
-二、填空题
-三、选择题
-四、综合应用题
-讨论二