文档介绍：西安建筑科技大学硕士学位论文
钢铁表面氟铁酸盐转化膜的形成、耐蚀性和形貌结构研究
专业:环境科学
研究生:陈洁
指导教师:郭瑞光教授
摘要
目前钢铁腐蚀防护常用的两种方法为钢铁表面磷化和钢铁镀锌铬酸盐转化处
理。然而,磷化工艺处理过程所排放的废水中含有大量的磷酸盐,极易造成水体
富营养化问题。而技术成熟、经济有效的铬酸盐处理技术由于六价铬的致癌性已
经遭到全世界禁用。我国首个“十二五”专项规划《重金属污染综合防治“十二
五”规划》也对工业生产中所排放的包括铬在内的五种重金属作了明确严格的控
制要求。因此,环保有效的金属表面处理工艺是当今世界科学研究的热点。
针对课题组前期氟铁酸钾转化膜耐蚀性还不够理想的问题,本论文通过研究
转化液组成(KF、(NH4)2S2O8、H2O2、HNO3 )及反应条件(反应时间、反应温
度)对转化膜的形成、耐蚀性和形貌结构的影响关系发现,氟铁酸钾转化膜的形
成条件与膜层的形貌结构和耐蚀性存在对应关系,当转化液组成及反应条件为:
KF 125g/L、(NH4)2S2O8 20g/L、H2O2 100mL/L、HNO3 85mL/L,反应温度 50℃和
反应时间 120min 时,钢铁表面形成的氟铁酸钾转化膜形貌结构最完整,膜层颗
粒粗大、均匀、致密,钢铁的耐蚀性也最好,中性盐雾时间能达到 72 小时以上。
反之,在其它浓度和反应条件下,转化膜的形貌结构中如果存在孔洞、颗粒细小、
排列不规则的现象,以及晶体颗粒表面出现了离子侵蚀后留下的刻痕,钢铁的耐
蚀性大幅度降低。
膜形成机理研究结果表明,钢铁在反应中的溶解,为成膜提供了足够的 Fe2+,
氧化剂将 Fe2+氧化成 Fe3+后,Fe3+再与 F-形成配位体,进而和 K+发生络合沉淀在
钢铁表面形成转化膜。
关键词:钢铁;氟铁酸盐;转化膜;形貌结构;耐蚀性
课题来源:国家自然科学基金项目(20976143)
教育部高等学校博士学科点专项科研基金(20096120110007)
西安建筑科技大学硕士学位论文

Formation, Corrosion Resistance and Morphological
Structure of Fluroferrite Conversion Coating on
Iron and Steel

Specialty: Environmental Science
Name: Chen Jie
Instructor: Prof. Guo Ruiguang
ABSTRACT
At present, the two methods which widely used in corrosion protection for iron &
steel are phosphating treatment and chromate conversion treatment process on
galvanized steel. However, the wastewater ing from the phosphating process
contains large quantities of phosphates cause eutrophication. Otherwise,the mature
and economical chromate treatment process has been forbidden in the world due to the
carcinogenicity of hexavalent chromium. And that “Heavy metal pollution
comprehensive prevention and control 12th five year plan”, the first 12th five year
special plan gives a clear and strict controlling requirements to the five heavy metals
including hexavalent chromium. Therefore, an environmentally effective metal surface
treatment process has been a research hotspot in the world.
On account of the corrosion resistance of the early prepared potas