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钢铁是用量最大、应用范围最广的金属材料,但钢铁易腐蚀的性质给国民经济造成了巨大损失。传统的钢铁防腐技术主要为钢铁磷化及钢铁镀锌铬酸盐转化处理。但是,磷化废水造成严重的水体富营养化,铬酸盐由于致癌毒性遭到全世界禁止使用。我国《重金属污染综合防治“十二五”规划》亦明确提出铬为危害严重的I类重金属,应被严格控制。因此研究和开发钢铁表面无磷无铬转化处理技术势在必行。本论文在课题组前期钢铁表面氟铁酸盐转化膜的研究基础上,首先采用单因素试验法研究了硝酸锆(Zr(NO3)4)和氟锆酸钾(K2ZrF6)两种无机锆盐对氟铁酸钾转化膜的耐蚀改性效果。扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和中性盐雾试验(NSS)研究结果表明:Zr(NO3)4改性氟铁酸钾转化膜,膜层表面结构为排列更均匀致密圆滑的多面体结构颗粒,膜层主要组成元素为O、F、Na、K、Ti、Fe、Zr等,转化膜耐盐雾时间为30h;K2ZrF6改性氟铁酸钾转化膜,膜层表面结构为球状颗粒,均匀致密,膜层主要组成元素为O、F、Na、K、Ti、Fe、Zr等,转化膜耐盐雾时间为40h。Zr(NO3)4和K2ZrF6两种锆盐改性氟铁酸钾转化膜,均提高了转化膜的耐蚀性。其次通过中性盐雾试验对有机络合成膜剂(单宁酸、磺基水杨酸、草酸、葡萄糖酸钠及植酸)对两种氟铁酸盐/锆盐转化膜的耐蚀改性作用效果进行了筛选研究。结果表明植酸改性氟铁酸盐/硝酸锆盐型转化膜效果最好,耐中性盐雾时间达60h。制备条件为7.5g/L(NH4)2S2O8,125.0g/L KF,70.0mL/L HNO3,1.0g/L钛盐促进剂,15.0g/L Zr(NO3)4,1.0m L/L植酸,反应温度50℃,反应时间80~100min。SEM、EDS、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、涂层测厚技术及电化学测试结果表明,改性后的复合膜由排列均匀致密的黑色球状颗粒氟铁酸钾转化膜及氧化锆、植酸-Fe3+络合物组成,膜层厚度从氟铁酸盐转化膜的72.6μm增加至89.93μm,自腐蚀电流密度较氟铁酸盐转化膜减小约6倍,整个测试频率范围内,复合膜的阻抗模值明显增加,钢铁的耐蚀性能显著提高。