第一篇 理论研究 3
1 金属防护技术的发展 3
1.1 金属的大气腐蚀 3
1.1.1 大气腐蚀的定义 3
1.1.2 大气腐蚀的危害性 3
1.1.3 大气腐蚀的分类 4
1.1.4 金属大气腐蚀机理 5
1.2 化学钝化膜简介 7
1.2.1 化学钝化膜的定义 7
1.2.2 化学钝化膜的分类方法 7
1.2.3 化学钝化膜的处理方式 7
1.2.4 化学钝化膜的防护性能 8
1.3 镀锌板铬酸盐钝化的历史 8
2 无铬钝化新技术进展 11
2.1 无铬钝化技术研究进展 12
2.1.1 无机物钝化处理 12
2.1.2 有机物钝化处理 16
2.1.3 硅酸盐钝化工艺 18
2.2 钝化成膜机理 19
2.2.1 成相膜理论 19
2.2.2 吸附理论 21
2.2.3 两种理论的区别与联系 21
3 硅酸盐钝化工艺 23
3.1 概述 23
3.2 试验材料 23
3.3 试验试剂 23
3.4 试验仪器 24
3.5 试验方法 24
3.5.1 基础镀锌工艺的选择 24
3.5.2 钝化工艺的选择 25
3.5.3 工艺流程 26
3.6 钝化膜中性盐雾耐蚀性测试试验方法 27
3.7 正交试验确定钝化液组成 28
3.8 钝化液各成分的单因素试验 29
3.8.1 SiO2 3-浓度对钝化膜耐蚀性的影响 30
3.8.2 SO2 4-浓度对钝化膜耐蚀性的影响 30
3.8.3 NO3 -浓度对钝化膜耐蚀性的影响 31
3.8.4 H2O2浓度对钝化膜耐蚀性的影响 31
3.8.5 成膜促进剂浓度对钝化膜耐蚀性的影响 32
3.9 正交试验钝化工艺条件 33
3.10 单因素试验考察各工艺条件的影响 35
3.10.1 pH值对耐蚀性的影响 35
3.10.2 钝化时间对耐蚀性的影响 36
3.10.3 钝化温度对耐蚀性的影响 37
3.11 本章小结 38
4 硅酸盐钝化膜成膜机理 39
4.1 概述 39
4.2 镀锌层在硅酸盐钝化液中的化学反应 39
4.3 硅酸盐钝化膜成膜量子化学计算 40
4.3.1 界面pH值上升反应的模拟 41
4.3.2 Zn（OH）2脱水反应的模拟 49
4.3.3 ZnSiO3生成反应的模拟 56
4.4 成膜过程电化学反应 65
4.4.1 开路电位-时间曲线 65
4.4.2 成膜时间对Tafel曲线的影响 67
4.5 钝化膜金相图、SEM图和EDAX能谱分析 69
4.5.1 微观形貌及能谱分析 69
4.5.2 断面形貌 71
4.6 硅酸盐钝化膜X射线光电子能谱分析（XPS） 73
4.6.1 钝化膜元素分析 73
4.6.2 钝化膜成分分析 74
4.7 硅酸盐钝化膜的成膜机理 76
4.7.1 二氧化硅胶状物的形成 76
4.7.2 镀锌层的溶解 76
4.7.3 碱性薄层的形成 77
4.7.4 钝化膜的形成 77
4.8 本章小结 78
5 硅酸盐钝化膜耐腐蚀机理 80
5.1 概述 80
5.2 镀锌硅酸盐钝化膜的腐蚀热力学 80
5.2.1 Zn-H2O系电位-pH图 81
5.2.2 Si-H2O系电位-pH图 83
5.2.3 Zn-Si-H2O系电位-pH图 84
5.3 硅酸盐钝化膜的腐蚀速率 86
5.3.1 醋酸铅点滴试验 86
5.3.2 中性盐雾试验 87
5.3.3 盐水浸泡试验 88
5.4 钝化膜的附着力 89
5.5 钝化膜的硬度 90
5.6 钝化膜表面粗糙度 91
5.7 硅酸盐钝化膜的孔隙率 96
5.8 电化学方法考察钝化膜的耐蚀性 96
5.8.1 Tafel极化曲线的测量 97
5.8.2 硅酸盐钝化膜的交流阻抗谱特征 98
5.8.3 扫描电化学显微镜的测量 100
5.9 扫描电镜观察微观形貌 114
5.9.1 表面形貌 114
5.9.2 腐蚀产物形貌 114
5.10 硅酸盐钝化膜的耐蚀机理分析 116
5.11 本章小结 117
第二篇 工程实践 121
6 示范工程建设及经验 121
6.1 概述 121
6.2 镀锌硅酸盐钝化膜的用途及市场分析 121
6.2.1 镀锌硅酸盐钝化膜的用途 121
6.2.2 镀锌硅酸盐钝化膜的市场分析 122
6.3 经济、社会及生态效益分析 123
6.3.1 经济效益分析 123
6.3.2 社会及生态效益 125
6.3.3 硅酸盐钝化工艺的市场竞争力 126
6.4 电镀锌硅酸盐钝化技术的意义 127
7 工业化生产 128
7.1 生产应用的主要内容 128
7.2 生产应用前期准备工作 128
7.2.1 生产中用到的设备 129
7.2.2 硅酸盐钝化液的配制流程 129
7.3 硅酸盐钝化液稳定性考察 130
7.3.1 钝化膜外观 130
7.3.2 钝化膜耐蚀性测试 130
7.3.3 钝化膜耐盐雾试验均匀性测试 131
7.3.4 钝化液中硫酸根浓度的变化 132
7.3.5 钝化液pH值变化 132
7.3.6 钝化液中硅酸根含量的变化 133
7.3.7 钝化液中硝酸根含量的变化 134
7.3.8 钝化液中锌离子含量的变化 135
7.4 硅酸盐钝化液的维护与管理 135
7.4.1 硅酸盐钝化液的配制 135
7.4.2 搅拌 136
7.4.3 溶液温度 136
7.4.4 浸渍时间 136
7.4.5 干燥 136
7.4.6 严防钝化液遭受污染 137
7.4.7 不同形状工件的钝化实例 137
7.4.8 常见故障现象的纠正 138
7.5 生产中部分零部件产品外观 139
7.6 生产应用实现的主要技术经济指标 140
7.7 本章小节 140
7.7.1 硅酸盐钝化工艺的产业化前期工作 140
7.7.2 生产中钝化液性质变化的考察 141
7.7.3 硅酸盐钝化液的维护与管理 141
7.7.4 镀锌硅酸盐钝化膜的用途及市场分析 141
7.7.5 社会及生态效益 142
参考文献 143