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1、论文-析金属线材复合镀层的性能和应用锌镀层是用来防止钢铁制品方面的锈蚀,已经有了进200多年的历史了,时至今日,它在钢铁的材料防蚀涂层当中,仍然是占有很重要的地位的。锌镀层使用时间的长短则是取决于,镀层方面防耐蚀的能力,其镀层的防耐蚀的能力要是越强,则镀层使用的寿命也就更长。而随着科技的日益发展的和经济建设的需要,怎样能更好的去改善镀层的,其防腐蚀能力对于镀层材料则是提出了更高的要求。 一、稀士元素在镀锌层耐蚀性应用研究当中的进展 伴随着对于稀土的材料开发领域的研究,人们开始渐渐的意识到了其中的优越性,并且将它应用在各个不同的领域。到了20世纪的80年代,H
2、inton和Wilson两人,第一次开始研究稀土对于纯锌的缓蚀作用,发现到了1.0g/L的CeCL3的可使纯锌方面的腐蚀的速度降低到了原来的1/10,使得电镀锌腐蚀速度降低到了原来的1/2,腐蚀的试验完成以后纯锌是和电镀锌的表面,转化成了一层黄颜色的膜。而后,Hinton就进一步的去研究了纯锌是和电镀锌的表面稀土形成 膜的成分以及结构,发现了其膜中主要的组成物质就是CeO2和Zn,并且(缺主语)还是以四价的形式存在于其膜中的。昆明理工大学的郭忠诚教授在1996年的第5期《金属学报》当中发表过一篇《稀土对于复合镀工艺和镀层性能方面的影响》,从而就研究了稀土,对于
3、复合镀工艺和镀层性能方面的影响。研究表明,添加一些适量的稀土可以明显地来提升复合镀层当中微粒上的硬度、含量、以及其耐磨性。 已经有相关的研究表明了,加入了稀土氧化物的CeO2所能产生的作用如下: (一)稀土元素细化的微观组织结构,降低对于第二相树状的晶体间距及涂层的夹杂物的含量; (二)稀土元素的增加对于降低涂层的金属材料在其基体方面的扩散其实是很有效的; (三)稀土元素能够增大其衍射角,减少晶体面的间距及点阵的常数; (四)稀土元素的增加对提高抗腐蚀的性能,钝化有明显的提高,腐蚀的速度显著的降低。 可是,稀土元素在对于减少镀层腐蚀速度幅度和人们的期
4、望方面相比较还是略显的不足,所以工艺也不能在生产当中获得很广泛的应用。 二、金属的基复合材料优越性分析 在镀层当中增加了纳米的微粒,以此来改善锌镀层方面的防腐蚀性,它是在纳米的技术之上从而组建立起来的新方法。纳米微粒是具有许多的独特化学性能和物理性能的,包括体积的效应、表面的效应,量子尺寸的效应,奇异的电、光、磁等的性质以及宏观的量子隧道效应。1984年是首次提到了纳米复合材料的这一概念,就是复合物的分散相至少有一相的一维尺度是在100纳米以下的。由于纳米的复合材料基体相及分散相的界面的面积特别的大,如果可以把分散相以及基体的相性质比较充分的结合起来,就会大
5、大的改进以及提升材料的性能。纳米颗粒是在基体相中的作用不单单是补强的,还可以赋予基体上很多一些别的性能。例如因为其粒子尺寸比较小,透光性能良好,就将其加入到塑料当中,能够使塑料变得更加的致密。在半透膜当中添加纳米的材料以后,不单透明的程度得到了增加,强度、韧性也能够得到改善,并且防水性还大大的增强。通过测试发现,纳米的复合材料的性能是优于同组分的比较常规的复合材料。所以,制备纳米复合材料,是获得高性能材料的有效方法之一。纳米的复合材料是按基体材料类型可以分为3种:金属基的纳米复合材料、陶瓷基的纳米复合材料、聚合物基的纳米复合材料。金属基的纳米复合材料则是由于纳米
6、级的,金属或者是非金属的粒子均匀地弥散在了金属及合金基体当中而成的,比较传统的金属基复合材料,其比模量、耐磨性、比强度、导电、导热的性能等都有大幅度的提升。纳米金属基的复合材料是一个没有开发的处女地,可以说是很有前景的一种新的材料,这也就是本课题所需要解决的难点问题。 三、关于锌金属基的复合材料的应用及制备 金属的基复合材料的制备比聚合物的基纳米复合材料还要复杂及困难很多,这与金属的固有化学、物理特性有关。 (一)为了保证和纳米进行良好的复合,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
7、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。 (二)金属基的复合材料,纳米稀土的粉末是由于其中粒度的非常的细小、比表面大,通常是处于团聚的状态,如果将这直接的加入到热镀锌的镀液当中,其团聚的现象则将更加的严重,并且还会发生偏聚。所以,拟采用粉末的冶金方法,首先制备出纳米的CeO2/Zn的复合材料,作为其中间体将其纳米CeO2带入到热镀锌镀的液中。可是对于常规的粉末冶金法来说,混合物方面的均匀性在其很大的程度上是取决于,两种粉末粒度上的差别,纳米CeO2的粉末和纯锌的粉末粒径相差是很大的,这就决定了粉末的混
8、合物均匀性是较差的;并且
