纳米ceo2-zn金属基复合材料在锌镀层中的应用的论文

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1、纳米CeO2/Zn金属基复合材料在锌镀层中的应用的论文【摘要】锌镀层的使用寿命取决于镀层的耐蚀能力，为达到提高其耐蚀能力目的，文章探讨了纳米ceo2/zn金属基复合材料在锌镀层中的应用，并从其应用的优越性和可行性方面作了分析。　　【关键词】锌镀层；耐蚀；纳米氧化铈；金属基复合材料锌镀层用于防止钢铁制品的锈蚀，已有200多年的历史，至今，它在钢铁材料防蚀涂层中仍占有重要的地位。锌镀层的使用寿命取决于镀层的耐蚀能力，镀层的耐蚀能力越强，则镀层的使用寿命就越长。随着日益发展的科技与经济的需要，如何更好的改善镀层的耐蚀能力对镀层材料提出了更高的要求。一、土元素在镀锌防

2、腐蚀应用研究中的进展　　随着对稀土材料的开发研究，人们逐渐认识到其优越性，并将其应用在不同领域。20世纪80年代，hinton和ameni等于1984年首次提出了纳米复合材料（nanoposite）的概念，即复合物的分散相至少有一相的一维尺度在100纳米以下。由于纳米复合材料的基体相和分散相的界面面积特别大，如果能把分散相和基体相性质充分的结合起来，将大大改进和提高材料的性能。纳米颗粒在基体相中的作用不仅仅是补强，还能赋予基体很多别的性能。如由于其粒子尺寸小，透光性好，将其加入塑料中可以使塑料变得很致密。在半透膜中添加纳米材料后，不但透明的程度增加，韧性、强度

3、也有所改善，且防水性大大增强。经过测试，纳米复合材料的性能优于同组分的常规复合材料。因此，制备纳米复合材料是获取高性能材料的有效方法之一。纳米复合材料按基体材料类型可以分为3种：金属基纳米复合材料、陶瓷基纳米复合材料、聚合物基纳米复合材料。金属基纳米复合材料是由纳米级的金属或非金属粒子均匀地弥散在金属及合金基体中而成，较之传统的金属基复合材料，其比强度、比模量、耐磨性、导电、导热性能等均有大幅度的提高。从国内外文献报道情况来看，目前，世界各国所发展的纳米复合材料多局限于聚合物材料中，而采用纳米粉体改性整体金属材料方面所做的工作却比较少。这是因为对于金属材料基体

4、而言，尚无特别好的分散方法对团聚状态的纳米粉体进行分散。纳米金属基复合材料是一个尚未开发的处女地，是很有前景的一种新材料，这也是本课题需要解决的难点。三、纳米氧化铈/锌金属基复合材料的制备和应用　　金属基纳米复合材料的制备比聚合物基纳米复合材料要复杂和困难得多，这与金属的固有物理、化学特性有关。目前，制备金属基纳米复合材料的主要难点在于：　　1．巨大的表面所产生的表面能使具有纳米尺寸的物体之间存在极强的团聚作用而使颗粒尺寸变大。如何能将这些纳米单元体分散在金属基体中构成复合材料，使之不团聚而保持纳米尺寸的单个体以充分发挥其纳米效应是合成金属基纳米复合材料必须解

5、决的首要问题。然而迄今为止尚无十分有效的分散方法对团聚状态的纳米粉体在金属基体中进行分散。　　2．为保证与纳米增强相能进行良好的复合，基体金属必须具有足够的流动性、成型性。但基体金属一般均具有较高的熔点，因此，金属基纳米复合材料在高温制备时势必会发生严重的界面反应、氧化等有害的化学反应如何严格控制界面反应是制备高性能金属基纳米复合材料的又一关键所在。　　3．金属基体与纳米第二相之间浸润性差，甚至不浸润，必须设法对纳米微粒进行适当的表面处理以改善与（下转第61页）(上接第62页）基体的浸润性。本课题拟制备纳米氧化铈/锌金属基复合材料，纳米稀土粉末由于其粒度非常细

6、小、比表面能特别大，通常处于团聚状态，如果将其直接加入到热镀锌镀液中，其团聚现象将更为严重，而且还会产生偏聚。为此，拟采用粉末冶金方法先制备出纳米ceo2/zn复合材料，作为中间体将纳米ceo2带入热镀锌镀液中。但对于常规粉末冶金法而言，混合物的均匀性很大程度上取决于两种粉末粒度的差别，纳米ceo2粉末与纯锌粉末的粒径相差很大，这就决定了粉末混合物的均匀性较差；而且纳米ceo2颗粒又呈团聚状态，所以很难实现纳米ceo2颗粒在锌基体中的弥散均匀分布。为解决这个问题，关键是先制备出均匀的纳米ceo2/zn复合粉末。高能球磨作为一种材料制备的重要工艺方法，日益受到国

7、内外材料科学界的重视。特别是在纳米材料科学与技术领域，有关高能球磨法制备纳米金属、纳米金属间化合物材料、纳米复合材料、非晶材料、纳米陶瓷等的研究很多，并取得了很大的进展。作者采用高能球磨法成功制备出纳米ceo2颗粒弥散均匀包覆、镶嵌在锌颗粒之上的纳米ceo2/zn复合粉末，并通过xrd、sem详细研究了粉体的组成、微观形貌（具体制备方法和结论将在另一篇文章中介绍），这意味着如以这种稀土金属基纳米复合材料作为中间合金代替单纯的锌合金，用在钢铁件表面实施热浸镀，可显著提高锌镀层的耐腐蚀性能，另外，高能球磨法制备工艺简单，成本低廉，容易实现大规模工业化应用。四、结论

8、纳米ceo2/zn金属基复合材料在锌镀