zhongyao 胡吉明 金属表面硅烷化防护处理及其研究现状.pdf

第 26 卷 第 1 期 中国腐蚀与防护学报 Vol 26 No 1 2006 年 2 月 　　　　　Journal of Chinese Society for Corrosion and Protection 　　　　　 Feb2006 金属表面硅烷化防护处理及其研究现状 1 1 1 ,2 1 ,2 刘 　亻京 　胡吉明 　张鉴清 　曹楚南 ( 1 浙江大学化学系 杭州 310027 ;2 中国科学院金属研究所 金属腐蚀与防护国家重点实验室 沈阳 110016) 摘要 : 综述了一种新型的金属表面防护处理技术 ———硅烷化处理的研究现状. 对硅烷膜的制备工艺、表征及膜覆盖 电极的性能进行了详细介绍. 文中也同时探讨了硅烷溶液的水解与失效问题 ,这两个基础问题的研究有助于了解 金属表面硅烷膜的形成 ,并对制备工艺的优化起到决定性作用. 最后还介绍了更具发展潜力的电沉积制备硅烷膜 技术并提出了展望. 关键词 : 硅烷 　防腐蚀 　工艺 　水解与失效 中图分类号: TG178 　　文献标识码 : A 　　文章编号 (2006) 理各种不同金属及合金的工艺、一些工艺参数对处 1 前言 理件耐蚀性的影响[1～25 ] 、金属表面硅烷膜的形成机 传统的金属表面防护处理技术如铬酸盐钝化、磷 理[26～30 ] 和结构表征[1 ,4 ,6～11 ,19～21 ,26～32 ] 等问题已 酸盐转化等对环境并不友好 ,例如高价铬离子有很强 有大量研究 , 而对硅烷试剂的水解与失效研 的毒性、磷酸盐则是水体富营养化的元凶之一. 随着 究[2 ,31 ,33～42 ] 虽已取得一些成果 ,但还有待于进一步 环保呼声的高涨 ,迫切需要研发新型表面处理工艺 , 探索. 本文对上述问题及其研究现状将做详细介绍. 其中金属表面硅烷化处理所用试剂合成简单且对环 2 硅烷化处理工艺 境友好 ,是一种理想的表面防护处理技术. 该技术利 ( ( ) 2 1 常规制备工艺 用硅烷试剂 通式为 X - Si OR n ,其中 X 代表官能 团,R 为烷基 ,通常 R 为 - CH 或 - CH CH , n = 2 或 金属表面硅烷化处理的工艺流程较为简单. 传 3 2 3 ( ) ) ( ( ) ) ( ) 统方法为配制一定浓度 硅烷、水、乙醇的比例 的硅 3 水解生成硅醇 X - Si OH n ,硅醇与金属 Me 表 面结合及自身交联在金属表面形成一层致密的保护 烷溶液 ,在一定温度下水解数天后即可用于金属表 膜 ,从而大幅度提高金属的耐蚀性. 硅烷化处理过程 面处理 ,处理时将金属片投入硅烷溶液 , 数秒后取 主要经过以下反应[1 ,2 ] : 出 ,然后再吹干、固化. 近来文献报道的硅烷膜电沉 硅烷水解 :