Разработка процесса нанесения защитных кремнийорганических адгезионных покрытий

• Автор: Кулюшина, Надежда Викторовна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 147 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1. Адгезионные покрытия под ЛКП

1.1. Фосфатные адгезионные покрытия

1.2. Кремнийорганические адгезионные покрытия

1.2.1. Свойства триалкоксисиланов

1.2.2. Механизм формирования кремнийорганических покрытий в растворах на основе триалкоксисиланов

1.2.3. Сведения о составах растворов, параметрах процессов и свойствах покрытий

Глава 2. Методика эксперимента

2.1. Приготовление рабочих растворов

2.1.1. Растворы на основе триалкоксисиланов
2.1.2. Растворы на основе силикатов азотсодержащих соединений
2.2. Определение размера частиц
2.3. Аналитический контроль состава растворов
2.3.1 .Определение общей и свободной кислотности
2.3.2. Определение содержания циркония
2.3.3. Определение содержания диоксида кремния
2.3.4. Определение содержания ионов церия III
2.4. Подготовка поверхности образцов перед нанесением покрытия
2.4.1. Обезжиривание
2.4.2. Травление
2.5. Нанесение покрытий
2.6. Хронопотенциометрические измерения
2.7. Определение толщины покрытия
2.8. Определение качественного состава кремнийорганических
покрытий
2.8.1. Рентгенофотоэлектронная спектроскопия
2.8.2. ИК Фурье Спектроскопия
2.9. Изучение морфологии покрытий
2 Определение защитных характеристик кремнийорганических покрытий
21. Капельная проба по методу Акимова
22. Определение влагостойкости покрытий
23. Коррозионные испытания
24. Определение адгезии
25. Определение адгезии во влажном состоянии
Глава 3. Результаты исследований и их обсуждение
3.1. Разработка процесса нанесения кремнийорганических покрытий с применением растворов на основе триалкоксисиланов
3.1.1. Выбор состава растворов триалкоксисиланов
3.1.2. Исследование влияния состава раствора на свойства кремнийорганических покрытий
3.1.3. Определение оптимальных параметров процесса формирования кремнийорганических покрытий
3.1.4. Разработка режима корректировки
3.2. Разработка процесса нанесения кремнийорганических покрытий с применением растворов на основе азотсодержащих силикатов
3.2.1. Выбор состава растворов
3.2.2. Исследование влияния величины силикатного модуля на свойства покрытий
3.2.3. Определение оптимальных параметров процесса
3.2.4. Исследование влагостойкости покрытий
3.2.5. Модифицирование покрытий введением в их состав ионов церия
3.2.6. Исследование механизма формирования покрытий
3.2.7. Результаты коррозионных испытаний
3.2.8. Разработка режима корректировки растворов
Выводы
Список литературы


Проблема была решена с разработкой нового поколения фосфатирующих составов, т. Трикатионные растворы содержат наряду с ионами цинка и никеля также ионы марганца. Например, были разработаны составы КФ- для струйного фосфатирования и КФ- для фосфатирования пофужением. В трикатионных фосфатирующих растворах на поверхности металла формируются компактные мелкокристаллические слои массой 1,5 г/м2, состоящие преимущественно из псевдофосфофиллита или марганец - модифицированного гопеита - 7п2Мп(Р)2‘4Н и отличающиеся повышенной устойчивостью к щелочам. В ряде работ предлагается заменить токсичные ионы никеля, содержание которых в трикатионных растворах может достигать 1/3 от общего содержания катионов [9-], на менее токсичные ионы Со или Со [9, -]. В некоторых случаях растворы модифицируют дополнительным введением ионов лёгких металлов: Са2 1^2+, а также Ре2+ [-], которые, включаясь в покрытие, придают ему требуемые функциональные свойства. Следует отметить также, что в трикатионных растворах некоторые современные авторы отходят от классических нитрат-нитритных ускорителей и всё чаще используют хлораты, перекись водорода, а особенно азотсодержащие соединения, такие как гидроксиламин, м-нитробензосульфонат, нитрогуанидин, п-нитрофенол, нитроаргинин [, -], которые в специфических условиях применения фосфатирующих растворов могут, по-видимому, проявлять значительные окислительные свойства. Растворы аморфного фосфатирования содержат, как правило, 2- г/л дигидрофосфата щелочного металла или аммония. Чаще всего используется натриевая соль. Для установления в растворе значения pH, которое обычно составляет от 3,5 до 6,0, служат фосфорная кислота и гидрофосфат щелочного металла или аммония []. Иногда используются также алкилфосфатные эфиры [] или кислые фосфониевые соли щелочных металлов [], одни или вместе с кислыми неорганическими фосфатами []. Наряду с ди гидрофосфатам и щелочных металлов или аммония растворы в большинстве случаев содержат окислительные ускорители, однако, по мнению [], их роль в данном случае является намного менее существенной, особенно при фосфатировании методом напыления, когда достаточное ускорение может быть обеспечено за счёт атмосферного кислорода. Наиболее часто используемыми окислителями являются хлораты, броматы, нитраты или нитриты щелочных металлов []. В качестве ускорителей описаны также органические окислители, например, ароматические моно- или динитросоединения [, ]. Концентрация ускорителя колеблется в широких пределах. Нитриты щелочных металлов чаще всего применяют с относительно низкой концентрацией, равной 0,1-0,3 г/л. Содержание нитратов, хлоратов и броматов, как правило, выше и составляет от 0,5 до 5 г/л. В быстродвижущихся конвейерных установках концентрация этих окислителей может составлять даже до г/л. Органические окислители применяются преимущественно в концентрациях от 0,5 до 2,5 г/л [, , ]. Ускорение процесса формирования плёнки может осуществляться также с помощью соединений, которые, собственно, не являются окислителями. Рекомендуется вводить и фторид-ионы в свободной [] или комплексной [, ] форме. Для снижения шламообразования предлагается вводить в растворы аморфного фосфатирования комплексообразующие вещества, например, такие соли полифосфорных кислот, как динатрийдигидродифосфат [] или пентанатрийтрифосфат []. Доля полифосфата в этих фосфатирующих растворах по отношению к общей доле фосфата колеблется от до 0 весовых %. По мнению авторов, добавка полифосфата препятствует осаждению шлама на фосфатных плёнках, которое иногда наблюдается после большого расхода раствора, содержащего только ортофосфаты []. Это отложение шлама вызвано обогащением раствора тонкодисперсными нерастворимыми фосфатами железа. Благоприятное воздействие полифосфатов сохраняется и тогда, когда насыщение раствора железом превышает способность к комплексообразованию, и раствор мутнеет из-за выпадающего осадка фосфата железа. Вместе с тем, очень высокое содержание полифосфатов может помешать образованию плёнки. Их действие сравнимо с действием полифосфатов.