1. Koji je temeljni mehanizam pasivacije
Priroda korozije premaza cinkovima i potreba za pasivacijom
Prevlačenje cinka sklona je elektrokemijskoj koroziji u vlažnom okruženju: cink, kao anoda, gubi elektrone u otopini elektrolita kako bi se stvorio Zn²⁺, dok katoda dobiva elektrone kako bi prošao reakciju smanjenja, uzrokujući da se sloj cinka postupno otopi.
Suština pasivacijskog tretmana je izgradnja gustih i stabilnih pasivacijskih filma na površini sloja cinka kemijskim ili elektrokemijskim metodama, izolirajući izravni kontakt elektrolita i cinkovog matriksa i inhibirajući pojavu elektrokemijskih reakcija.
2. Koji je mehanizam formiranja pasivacijskog filma?
Kemijska pasivacija: Sloj cinka prolazi reakciju oksidacijskog smanjenja s pasivizacijskom otopinom (poput kromata, pasivacijskog sredstva bez kroma) kako bi se stvorio metalni oksid, hidroksid ili kompozitni soli. Na primjer, u pasivizaciji kromata CR⁶⁺ reagira sa Zn kako bi formirao Cr³⁺ i Zn²⁺, koji se kombiniraju da bi formirali Cr₂o₃・ ZnO ・ NH₂O kompozitni film s debljinom filma od obično 0,5 ~ 2 μm.
Elektrokemijska pasivacija: U elektrolitu koji sadrži pasivator, primjenjuje se vanjska struja da bi se površina cinkovog sloja podvrgnuta anodizaciji da tvori ujednačeni oksidni film, poput procesa pasivacije anodizacije.
3. Koji je utjecaj filmskog sastava na otpornost na koroziju?
Film za pasivaciju kromata: Cr³⁺ pruža filmski kostur, a CR⁶⁺ je ugrađen u pore u filmu u obliku aniona (poput Cro₄²⁻). Kad je film oštećen, CR⁶⁺ otapa i oksidira okolni cink matriks kako bi formirao novu zonu pasivizacije, realizirajući funkciju "samo-ponovnog spavanja".
Pasivacijski film bez kroma: Trivalentni kromijski film oslanja se na fluorid kako bi inhibirao otapanje filma, a organske komponente (poput karboksilne kiseline) ispunjavaju pore kako bi se smanjila propusnost filma; Silanski film sprječava da voda i kisik prodiru kroz kemijsku stabilnost si-O-ZN veza.
4. Koja je uloga mikrostrukture filma?
Gustoća i poroznost pasivizacijskog filma su ključna: poroznost filma kromata je <5%, dok se poroznost visokokvalitetnog pasivizacijskog filma bez kroma može smanjiti na manje od 10% kroz višeslojni tehnologiju formiranja filma. Na primjer, molekularni slojevi filma za pasivaciju silana raspoređeni su na uredan način, a veličina pora <2nm, koji je mnogo manji od puta propusnosti molekula vode (0,3Nm), ali na njih lako utječe.
Vezivanje filma: što je veća međufacijalna čvrstoća vezanja između pasivacijskog filma i sloja cinka, to će se manje vjerojatni da će filmski sloj otpasti. Film s kromatom postiže snažnu povezanost kroz kemijsku vezu CR-O-ZN, dok si-O-ZN veza silananog filma također ima izvrsnu interfacijalnu kompatibilnost.
5. Koje su tehničke uske grle i proboji pasivacije bez kroma?
Jaz otpornosti na koroziju: Pasivizacijski film bez kroma nedostaje samo-ponovna sposobnost CR⁶⁺-a, a njegova otpornost na koroziju i dalje je niža od one pasivacije kromata u teškim okruženjima (poput oceana i industrijske atmosfere).
Rješenje: Kompozitna tehnologija pasivacije: poput "Trivalentnog pasivacije kroma + zapečaćenje silana", kroz anorganske membrane kako bi se osigurale barijere i organske membrane kako bi se ispunile pore, tako da su performanse otpornosti na sol u spreju blizu razine heksavalentnog kroma.
Nano-kompozitni film: Dodajte nano-sio₂ i tio₂ čestice u pasivacijsku otopinu i upotrijebite "efekt labirinta" nano-čestica za proširenje prodornog puta korozivnih medija. Na primjer, film pasivacije cirkonijevog soli modificiran nano-tio₂ može povećati vrijeme otpornosti na sol za 40%.