镀锌板性能参数介绍（通用7篇）
按生产及加工方法可分为以下几类：a)热浸镀锌钢板。将薄钢板浸入熔解的锌槽中，使其表面粘附一层锌的薄钢板。目前主要采用连续镀锌工艺生产，即把成卷的钢板连续浸在熔解有锌的镀槽中制成镀锌钢板；b)合金化镀锌钢板。这种钢板也是用热浸法制造，但在出槽后，立即把它加热到500℃左右，使其生成锌和铁的合金被膜。这种镀锌板具有良好的涂料的密着性和焊接性。c)电镀锌钢板。用电镀法制造这种镀锌钢板具有良好的加工性。但镀层较薄，耐腐蚀性不如热浸法镀锌板；d)单面镀和双面差镀锌钢板。单面镀锌钢板，即只在一面镀锌的产品。在焊接、涂装、防锈处理、加工等方面，具有比双面镀锌板更好的适应性。为克服单面未涂锌的缺点，又有一种在另面涂以薄层锌的镀锌板，即双面差镀锌板；e)合金、复合镀锌钢板。它是用锌和其他金属如铅、锌制成合金乃至复合镀成的钢板。这种钢板既具有卓越的防锈性能，又有良好的涂装性能。
除上述五种外，还有彩色镀锌钢板、印花涂装镀锌钢板、聚氯乙烯叠层镀锌钢板等。但目前最常用的仍为热浸镀锌板。
镀锌钢板按用途又可分为一般用、屋顶用、建筑外侧板用、结构用、瓦垄板用、拉伸用和深冲用等镀锌钢板。
主要生产厂及进口生产国家：a)国内：武汉、鞍钢、宝钢及广东等；b)国外：日本、德国、俄罗斯、法国等。[尺寸规格]
有关产品标准都列明镀锌板推荐的标准厚度、长度和宽度及其允许偏差。可查阅最后一节中所提供的有关产品标准。[外观]（1）表面状态：镀锌板由于涂镀工艺中处理方式不同，表面状态也不同，如普通锌花、细锌花、平整锌花、无锌花以及磷化处理的表面等。德国标准还规定有表面级别。（2）镀锌板应具有良好的外观，不得有对产品使用有害的缺陷，如无镀、孔洞、破裂以及浮渣、超过镀厚、擦伤、铬酸污垢、白锈等。国外标准对具体外观缺陷规定都不十分明确。订货时对一些具体缺陷应在合同上列明。[镀锌量]（1）镀锌量标准值：镀锌量是表示镀锌板锌层厚度的一个普遍采用的有效方法。镀锌量的单位为g/m2。
日本、美国及德国标准对镀锌薄钢板镀锌量的规定详见“表1”。（2）测定方法：取样要求及试验方法见最后一节中有关标准。[机械性能]（1）抗拉试验：表1 镀锌薄钢板指标（单位：g/ｍ2）JISG3302代号Z12Z18Z22Z25Z27Z35Z43Z50Z60镀锌量120***0350430500600ASTMA 525代号A40A60G60G90G115G140G165G185G210镀锌量122***1427503564640DIN1716代号100 200 275350450 600镀锌量100 200 275 350450600
a)性能指标：一般说来，只有结构用、拉伸用和深冲用镀锌板有抗拉性能要求。其中结构 用镀锌板要求有屈服点、抗拉强度和伸长率等；拉伸用只要求伸长率。具体数值见本节最后一节中有关产品标准；
b)试验方法：与一般薄钢板试验方法相同，见最后一节所提供的有关标准 及“普通碳素钢薄钢板”所列的试验方法标准。（2）弯曲试验：
弯曲试验是衡量薄板工艺性能的主要项目，但各国标准对各种镀锌板的要求并不一致，美国标准除结构级以外，其余均不要求弯曲和抗拉试验。而日本则除结构级、建筑波纹板及一般波纹板以外其余均要求作弯曲试验。
①要求：一般要求镀锌板弯曲180后，外侧表面不得有锌层脱离，板基不得有龟裂及断裂；
②试验方法：取样部位及数量见最后一节有关产品标准，弯曲角度为180，内侧间隔与试验样品板厚之比，见最后一节中所列的有关产品标准。[化学成分]
对镀锌板基板的化学成分的要求，各国标准规定不同，如日本就不要求，美国则要求。一般不作成品检验。[包装]
分为切成定尺长度的镀锌板和带卷镀锌板包装两种。一般铁皮包装，内衬防潮纸，外以铁腰子捆扎在托架上。捆扎要牢靠，以防内装镀锌板相互摩擦。[有关镀锌板方面的国外主要标准]
（1）产品标准：JISG3302-94镀锌钢板；JISG3312-94涂色镀锌铁皮；JISG3313-90(96)电镀锌钢板及钢带；热浸镀锌薄钢板的一般要求；ASTMA526-90商业级热镀锌薄钢板；ASTMA527-90(75)咬合成型级热镀锌薄钢板；ASTMA528-90深冲级热镀锌薄钢板；屋面和壁板用 热浸镀锌薄钢板；ASTMA444-89沟渠用热镀锌薄钢板；ASTMA446-93结构级热镀锌薄钢板 ；ASTMA599-92冷轧电镀锌薄钢板；ASTMA642-90热镀锌特殊脱氧深冲级薄钢板；ΓOCT7118-78镀锌薄钢板；DINEN10142-91部分1低碳钢热镀锌钢带和钢板；DINEN1012-92部分２热镀锌薄钢板。
（2）试验方法标准：JISH0401-83热浸镀锌试验方法；DIN50952-69热浸镀锌试验方法。
一、热镀锌带钢的意义冷弯薄壁型钢日前普遍采用黑色材料，冷弯后经过简单的除锈涂装处理就投入使用了，其使用寿命 受到一定的限制（一般在5年左右即会出现大面积的锈蚀）。而我 司向市场隆重推出的热镀锌带钢，是以热轧带钢为基板，通过酸洗、冷轧、加热还原、镀锌等工艺流程生产出来的，其产品完全能达到GB510018-2002 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》的标准，在建筑行业可以得到大量的应用，还可以在汽车、铁路机车制造、仓板制造、高速公路护栏等行业使用。
二、热镀锌带钢的镀锌方法
1、氢气还原法镀锌 氢气还原法镀锌发明于1937年，氢气还原法热镀锌奠定了现代化连续热镀锌的基础。采用氢气还原法生产工艺的产品，其外观质量、镀锌层结合力均优于溶剂法 镀锌。还原法镀锌在带钢经酸洗后进入加热还原炉，用氢气还原掉酸洗后产生的氧化膜，并在加热还原过程中使钢板表层产生一层海绵状的还原层，进入锌锅后可以 产生一层双向结合力好、均匀的锌铁合金层，大大增加了锌层的附着力、这也决定了其镀锌法能源消耗成本较高。
2、氯化铵溶剂法镀锌 氯化铵溶剂法镀锌发明于1837年。采用氯化铵溶剂法生产工艺的产品，由于氯化铵溶剂法镀锌没有加热还原过程，其外观质量与镀锌层表面结合力较氢气还原法镀锌略差。这也决定了其镀锌法能量消耗成本较氢气还原法镀锌低一些。
三、镀锌量 钢板的镀锌量一般为180-220g/㎡，在潮湿的南方地区可以相应增加镀锌量至275g/㎡来提高钢构件的使用寿命。镀锌产品的使用寿命一般在20-25年。
为了改善汽车车身的抗腐蚀性能, 提高汽车使用寿命, 在汽车车身及零部件制造中可以采用镀锌钢板代替普通冷轧钢板。镀锌工艺之所以成为重要的防腐方法, 不仅仅是因为锌可在钢铁表面形成致密的保护层, 还因为锌具有阳极保护效果, 当镀锌层破损, 它仍能通过阳极保护作用来防止铁质母材腐蚀, 这种保护效果可延伸到1 2 mm无保护层的区域, 因此镀锌可以有效地保护到板材的切口和冷加工造成的微裂纹, 防止从这里开始锈蚀。
应用于汽车上的镀锌板按生产及加工方法主要分为以下几类。
a.热浸镀锌钢板 (Hot Dipped Galvanized:GI) 。
b.合金化镀锌钢板 (Hot Dipped Galvannealed:GA) 。
c.电镀锌钢板 (Electrogalvanized:EG) 。
d.合金、复合镀锌钢板。
目前, 应用最多的是热浸镀锌板, 在某些场合正逐渐取代电镀锌板[1]。
在汽车车身等薄板结构的装配制造中, 目前采用的焊接方法主要是电阻点焊激光焊在拼焊领域的应用较广。与电阻点焊相比, 激光搭接焊具有一系列优点, 如效率高、灵活性强、无需接触板材、搭边量小 (质量减轻) 、单面加工等, 但镀锌板的激光搭接焊容易产生一系列缺陷。本文对镀锌板在激光搭接焊中出现的焊接缺陷及其解决途径加以论述, 从而为激光焊在汽车车身装配制造中的应用提供支持。
2 镀锌板激光焊特征及缺陷
根据焊接机理, 激光焊可分为两类即热传导焊 (Conduction-mode) 与深熔焊 (Keyhole-mode) 。由于光斑尺寸差异, 两者能量密度差别很大, 前者主要用于材料的表面热处理, 而后者在焊接领域应用广泛。激光深熔焊的本质特征为小孔效应, 由于存在小孔, 激光束能深入到材料内部, 被熔化的液态金属环绕在小孔周围, 激光对材料的热输入主要是在小孔壁上的液化界面上, 随着激光束的移动, 小孔前沿的金属被熔化、汽化, 而在小孔后部, 液态金属重新凝固形成焊缝, 从而完成焊接过程。
激光焊接镀锌板的一个基本特征是产生等离子体, 等离子体严重地阻碍激光束, 降低板材对激光能量的吸收, 不利于深熔焊时形成小孔及保持稳定;另一个特征就是在焊接过程中会形成锌蒸气, 在对接接头中, 锌蒸气在钢板的上、下表面可以自由膨胀散发到空气中去, 而且锌烧损区域很小, 一般为1 2 mm (小于板厚) , 接头的抗腐蚀性能没有受到太大损害[2,3,4]。在激光搭接焊时, 钢板间的锌蒸气很容易进入到熔池中去, 产生一系列焊接缺陷, 弱化接头性能。
因此, 镀锌钢板的焊接性能与未镀锌的同种钢板相比有明显的特殊性。虽然锌层厚度对于钢板板厚来说非常小, 但是对于焊接性能的影响却很大。激光搭接焊中搭接板间隙间的锌蒸气将流向熔池部位, 干扰熔池液相流动, 造成飞溅 (Spatter) 和气孔 (Blowhole) , 甚至出现严重的咬边等[5], 见图1。这是因为, 锌的熔点约为420℃, 挥发温度为908℃, 远低于钢的熔点 (1 530℃) , 在焊接热作用下, 锌易于挥发和氧化, 导致产生气孔、未熔合及裂纹等缺陷, 甚至影响电弧稳定性。在激光搭接焊中, 锌蒸气通过小孔 (Keyhole) 引起飞溅和气孔, 激光搭接焊镀锌板见图2。
3 常用解决方法
针对激光搭接焊镀锌板出现的飞溅和气孔等缺陷, 在搭接焊部位采用镍镀层 (熔点为1 453℃) 代替锌层以避免锌蒸气的不利影响, 尽管取得了满意的效果, 但增加了成本[6]。所以, 应该从焊接工艺上来解决锌蒸气所引起的缺陷。
(1) 间隙逃逸或细缝逃逸
为了便于锌蒸气逃逸, 焊前在搭接板间加入一定厚度的垫片形成板间间隙, 大小在0.1 0.2 mm之间, 且随着锌层厚度增加, 要求间隙也略微增大[5,7,8,9]。这是一种有效的方法, 但存在诸多缺点, 如对预留间隙的精度要求高, 焊接过程中由于板材的热变形以及镀层厚度变化都会改变间隙尺寸, 在生产中难以控制, 增加了工作强度。一种类似但更为简易的方法就是通过激光造窝技术事先在被焊板材的一面上形成一定数量的激光窝, 而激光窝周边熔化凝固后的金属高于待焊板平面, 搭接时可以获得0.15 0.18 mm的板间间隙, 为锌蒸气逃逸提供通道[10], 具体做法见图3。文献[11,12,13]中对双束激光工艺进行试验研究, YAG激光在搭接镀锌板上切出一细缝作为锌蒸气的逃逸通道, 随后的CO2激光焊完成焊接, 切割细缝与焊接过程几乎同时进行, 但这种方法对焊接过程激光束位置及参数控制难度较大, 而且在接头中无法完全避免飞溅和气孔的形成。
(2) 合金化
在理论上, 添加的异种元素如果能与锌发生化学反应, 生成高熔点合金均可满足要求。Li等人[14]通过在被焊镀锌板之间加入一定厚度的铝箔以达到控制锌蒸气目的, 获得成形及性能合格的接头。作者认为, 在焊接热作用下, 液态的锌和铝化学反应后生成了一种更高沸点的液态Zn-Al合金, 大大降低了锌蒸气压强, 避免对熔池造成扰动。但这种方法的缺点在于, 由于铝很容易氧化, 焊前需要仔细清理, 焊接时板材必须压紧铝箔, 而且要严格控制厚度, 否则Fe-Al合金在焊缝中的熔解会增大接头的脆性。同样地, 焊前预置一定量的铜粉/铜箔, 也可以起到相同效果, 焊后焊缝的抗腐蚀性能和机械性能没有受到损害[15], 但铜向焊缝的过渡会增加热裂纹形成倾向[16]。从成本角度考虑, 这种方法在工业生产中难以采用推广。
(3) 小孔逃逸
稳定及伸长的小孔为锌蒸气提供逃逸通道。采用3 k W的Nd:YAG激光器在无保护气体作用下对3种表面的DX54D板进行搭接焊对比试验, 即裸板和锌层厚度分别为7、20μm的热浸镀锌板 (GI) 。图4为焊接速度和表面状态对焊缝缺陷比例的影响, 发现镀层厚度为20μm的焊接接头质量要优于镀层为7μm的接头质量[17], 之前也得出过类似结论[18]。同时, 焊速降低有利于小孔稳定及锌蒸气逃逸[17], 但仍需要配合其他途径以获得无缺陷焊缝。电弧辅助激光焊提供了一可行方案, 即焊接时电弧焊 (GTAW) 和激光焊两者保持同步, 且保持一定距离以避免电弧等离子体和激光等离子体之间的相互干涉而造成焊接过程不稳。这种焊接工艺获得的焊缝成形性好, 焊缝表面光滑平整, 没有飞溅、气孔等缺陷[19]。其中, 电弧焊的作用是对钢板预热, 焊缝区域的中间锌层由于热膨胀, 部分锌蒸气从中间层的两侧跑出, 部分锌被转化成氧化锌, 氧化锌的熔点 (>1 900℃) 比锌的沸点 (906℃) 高得多, 而且可以提高钢板对激光的吸收率, 有利于获得稳定小孔, 为剩下的锌蒸气释放提供通道。但是, 这种工艺要求激光束与电弧焊的焊枪之间保持精确的偏置, 限制了其在汽车工业中的应用。
在连续激光焊中, 吹送保护气体是最常用的工艺方法。在采用4 k W的光纤激光器搭接镀锌板DP980 (GI:60g/m2) 中侧吹Ar气, 得到无缺陷焊缝。作者认为, 保护气体可以起到保护焊缝以避免氧化、去除焊接区域等离子体、稳定焊接熔池等作用。熔池的不稳定极易导致小孔崩塌, 稳定的小孔为高压锌蒸气提供出口, 而活性气体 (如O2、CO2) 的加入可以进一步改善小孔特性[20]。所以, 激光搭接焊中要配合适当的工艺才能稳定小孔, 为排除锌蒸气提供通道。在激光焊中, 锌蒸气形成及积聚到较高的压强是在瞬间完成的, 仅靠侧吹保护气体难以完全避免缺陷, 是否需要其他措施来配合作者未在文中说明。但这种工艺方法相对简单, 是未来解决镀锌板激光搭接焊缺陷的一个方向。
与连续波激光焊接不同, 脉冲焊时小孔的形成是间断性的。在采用门控脉冲模式的CO2激光焊焊接板厚为0.7 mm、锌层 (GI) 厚度为7μm的镀锌板时, 获得视觉上质量合格的接头[21]。同样地, Nd:YAG脉冲焊在对热镀锌和电镀锌板的焊接中也获得了视觉上质量良好的接头[22]。在对焊缝内部进行分析发现有气孔形成, 所以单独的脉冲激光焊很难获得无缺陷接头。
4 结束语
由于镀锌钢板具有良好的抗腐蚀性能, 因此其在汽车领域具有广泛的应用前景。目前, 在汽车上使用的镀锌板连接主要采用电阻点焊方法, 而激光焊在车身的某些结构制造中具有明显的优势, 尤其采用搭接接头, 但在镀锌板的激光搭接焊中很容易形成气孔、飞溅等缺陷。文中综述了目前旨在解决上述问题的主要方法及局限性, 为了实现镀锌板的低成本、高效率激光搭接焊, 仍需要进一步开展工艺研究。
摘要：为了解决镀锌板的焊接问题, 以扩大镀锌板在汽车零部件制造中的应用比例, 针对镀锌板在激光搭接焊过程中的特征和缺陷进行了描述。结果表明, 镀锌板镀层中的锌会给焊接过程带来诸多问题, 最终恶化焊接接头质量。分类概括了镀锌板出现焊接质量问题的解决方法及其局限性, 为了满足工业化生产线的要求, 需要进一步开展相关的研究工作。
一、波兰eDET公司电子起爆系统介绍
波兰eDET型电子起爆系统是由记录器、起爆器和电子雷管组合而成。该电子起爆系统具有很高的安全性，其中电子雷管的性能符合CET/TS 13763-27 欧洲标准。
1、系统特性
—完全由发火电路控制；
—1个起爆器控制500发电子雷管；
—8台记录器储存4000发电子雷管的数据；
—带有8个起爆器的爆破电路控制4000发电子雷管；
—延期精度可自由编程，范围为0~8000ms，延期分段秒量为1ms；—在起爆前可以对整个爆破电路进行检查；
—在输入要求的延期时间后，可以对爆破程序进行编程，并在任何时候实施起爆；
—可记录最后10条发火电路的数据。
2、eDET 电子雷管特性
— 雷管类型自主编程
— 延期时间0~8000ms，步长为1ms
— 标准电线长度根据自身情况而定，最长100m
— 储存温度-25℃到50 ℃
— 使用温度-25℃到50 ℃
— 电子保险机构电压过高，系统保护
—通过CE认证
3、eDET记录器特性
— 用途编程（记录）和检验雷管的发火电路 — 储存温度-25℃到50 ℃
— 使用温度-25℃到50 ℃
— 电子保险机构电压过高，系统保护
— 外壳手持，高抵抗环境能力
—通过CE认证
4、eDET起爆器特性
用于引爆连接的所有电子雷管。
—自动检测，在任何时候都能检查电池使用情况；
—发火电容被并联，直至线路给出“充电”指令；
—检测发火电路错误及定位；
—可拆卸式发火开关，以防未经授权接通起爆器；
—充电和发火指令由编码控制；
—易于操作；
—可使用电池和外接电源；
—高抵抗环境能力。
二、奥瑞凯公司电子起爆系统
i-kon型电子雷管（标准）
i-kon™电子雷管全部可编程，采用集成电路芯片和内置电容可以使得电子
雷管在点火后独立工作，主爆药密封在铜／锌合金壳里以适当支持抵抗动压的能
力。脚线采用包铜钢丝以保证抵拉能力，脚线外壳采用硬聚丙烯以保证优质的耐
磨性能以适应大多数矿山和采石场条件。雷管脚线尾端有活动连接快，可与电线
方便快捷地连接。雷管适用于所有传统起爆弹，对于严酷的条件，推荐使用
i-kon™ RX型。
i-kon RX
i-kon RX电子雷管与标准雷管相似，除了采用更耐用TPU脚线以保护苛刻运用条件下更好地磨损。
i-kon 编码器
i-kon™编码器用于连接过程中安排延期次序，检测雷管性能。编码器读取和存储每一个雷管的ID号和延期时间。每个编码器最多可以连200个雷管，一次爆破可以用24个编码器，编码器本身不能起爆雷管。
i-kon 起爆器
起爆器用于充电、测试和控制雷管的起爆。有四个不同类型的起爆器，Blaster400可以使用两个编码器起爆400个雷管；Blaster2400可以起爆12个编码器，2400个雷管，与另外一个起爆器同步时可起爆4800个雷管；还有用于露天矿的地面远程起爆系统和运用于地下矿的中央起爆系统，可以起爆2400个雷管。
三、奥斯丁公司电子起爆系统
E*Star型电子雷管
—管壳铝
—线芯材料铜
—线芯材料直径0.8mm
—导线绝缘材料HDPE（高密度聚乙烯塑料）—导线尺寸1.6×3.4mm
—导线颜色红色
—起爆药糊精叠氮化铅
—次发装药720mgPETN或RDX
—烟火型延期装药无
—导线长度6到30m，末端带有连接头 —延期数量可编程
—延期时间可编程 0到10,000ms（步长1ms）—静水压力抵抗能力0.7MPa /48小时
—在危险条件或环境下使用无
—热稳定性-30℃到85℃
—使用温度范围-30℃到60℃
—有效期2年（-30℃到40℃）
不锈钢阀门主要运用在化工，医疗，机械，石油等工业自动化系统中使用，在现代的建筑也使用普遍，下面就对不锈钢阀门进行全面的解析。
不锈钢阀门通常应用于工作介质具有一定腐蚀性的场合。任何一种阀用材料，耐工作介质腐蚀的能力都是相对有限的，并受到许多因素的影响。如果在制造过程中采用的加工工艺与热处理工艺得当，进而保证这种材料的耐腐蚀性能。
不锈钢阀门主要具有防腐性能极强的特点，不锈钢阀门双重的密封设计（波纹管+填料）若波纹管失效，阀杆填料也会避免泄漏，并符合国际密封标准。不锈钢阀门使用寿命长，减少维修次数，降低经营成本。坚固耐用的波纹管密封设计，保证阀杆的零泄漏，提供无需维护的条件。安全环保，没有流体流失，降低能源损失，提高工厂设备安全。
不锈钢阀门的特殊性要求其质量可靠、性能优异。从性能上与注意事项上来说：阀门在工作水压下启闭灵活、轻便，在工作水压下用扭矩扳手检测开启力矩。阀门过流能力要强，特别是蝶阀、蝶板的过流阻力要小，过流有效面积要大。这要求各种口径、不同类型的阀门都应进行流阻系数的测定。阀体承受水压的能力应与管道一致，也就是阀门开启状态下，阀门能承受管道试验压力的要求。
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镀锌板焊接电极失效原因分析及改进
张冬平，钟万良，陈 峰，叶富兴，刘 慧，刘诗桥（广东省材料与加工研究所，广东 广州 510651）摘 要：文章对目前镀锌板焊接时电极失效的形式及原因进行了分析，指出传统铬锆铜电极材料在焊接镀锌板时的缺点，使用Al2O3弥散强化铜电极材料进行了镀锌板焊接实验，分析了Al2O3弥散强化铜作为电极材料在焊接镀锌板时减少电极失效的原因。关键词：镀锌板；弥散强化铜；电极；失效 随着现代汽车工业的发展，为了提高使用寿命，车身通常采用耐腐蚀性能较好的镀层钢板，尤其以镀锌钢板的使用量为最大，镀锌板已经在越来越多的汽车零部件上得到应用[1-4]。由于镀锌板的大量应用，汽车零部件最常规的组装方法——焊接，也带来了新的技术问题，汽车焊接主要采用电阻焊焊接。目前国内汽车厂使用的焊接镀锌板电极材料一般为铬锆铜，铬锆铜在焊接低碳钢时具有很好的可靠性。但焊接镀锌板时，由于铜和锌在高温情况下发生冶金结合，生成锌黄铜，从而出现电极粘连镀锌板的情况，严重影响产品的焊接质量，减少了电极的使用寿命，频繁的更换电极，降低了生产效率。1 镀锌板点焊电极使用条件及失效现象 电阻焊在汽车焊接上广泛应用，电阻焊的焊接原理是利用在电极之间通过大电流而产生大量热量，使钢板在电极压力下形成焊核，从而达到联接钢板的目的。焊接时不同位置的温度如图1所示。图1 不同位置温度图 镀锌板焊接过程是个复杂的物理及化学变化的过程，其中最典型的化学变化就是锌与铜结合产生了黄铜。由于镀锌板上的锌溶点较低，焊接加热时，锌会首先熔化析出与电极表面的铜结合产生黄铜，黏附在电极表面，导致电极导电率下降，因此黄铜的存在会直接影响到下一次焊接的效果，同时铬是锌与铜发生化学反应产成黄铜的催化剂。用含铬这种元素的铜合金来制作电极，在冷轧钢板的焊接过程中，可以增加电极的硬度，减少修磨次数，从而提高电极的使用寿命，但是在进行镀锌板的焊接时，却会在焊接过程中产生黄铜，导致电极和镀锌板容易发生粘连，增加修磨次数。由此可见，铬锆铜对于镀锌板焊接来说反而不是一种理想的电极材料。对于目前使用铬锆铜作为电极材料焊接镀锌板，电极失效主要有3个方面：首先电极变软，出现蘑菇头状，如图2所示，使电极使用寿命变短，影响焊接质量；其次，焊接过程中出现“炸枪”，火花过大，焊点质量差，出现毛边、飞刺；最后，出现焊接工件与电极粘连现象，导致电极烧蚀，如图3所示，工件虚焊、电极脱落，严重影响焊接质量和生产效率。2 失效原因分析 2.1 软化 汽车电阻焊焊接过程是高温冶金过程，电极的不同位置，温度有所不同。由于在焊接时温度很高，在导致钢板软化产生塑性变形的同时，也会使电极发生软化，因此会使电极的形状发生变化，受压力影响，出现蘑菇头状。不同材料的软化温度不尽相同，这是材料的物理特性决定的，对于目汽车焊接使用的铬锆铜电极材料，软化温度最高不超过550℃，然而对于焊接需要，电极需要抵抗大约900℃的温度。所以出现电极软化，蘑菇头状失效，是电阻焊电极材料作为焊接消耗品的最主要的失效现象，工作人员也通过各种方法来尽量减慢这种失效现象。对于镀锌板焊接，为了缓解电极与镀锌板的粘连，往往通过加大电流的方式来击穿镀锌板的锌层，从而导致铬锆铜电极材料在焊接镀锌板时出现蘑菇头失效的现象更为严重，使用寿命更短。图2 蘑菇头失效电极 图3 烧蚀失效电极 2.2 炸枪 焊接过程中出现“炸枪”火花过大是由于电极与工件的贴合面喷出微细熔化的金属颗粒而造成的，产生这种飞溅不仅会造成工作环境恶劣，同时会造成焊点表面不光洁，出现毛刺，焊点熔合半径过大等问题，影响产品质量。造成这种失效的原因主要是焊接电流过大，焊接压力过大以及电极与工件接触面不平整等原因，对于镀锌板的焊接来说，由于表面低熔点锌层更易被熔化，所以出现这种“炸枪”现象更多。2.3 电极粘连工件 电极粘连工件是汽车焊接过程中最忌讳出现的现象，会导致严重的质量问题。造成电极与工件的粘连主要从以下几个方面考虑：（1）电流过大，造成粘电极现象。当电流过大时，在焊接回路中电流密度大于正常焊接时电极工作面的电流，造成电极与零件达到可焊性的温度，形成电极与零件的熔合连接，从而出现电极粘连工件的现象。如果在焊接工艺已经调节好的情况下出现粘电极的现象，势必考虑电流局部过大的问题，造成电流局部过大的原因主要有两点：①上下电极工作面不平行。当两电极面不平行时，电极工作面局部与零件接触，接触电阻增大，造成回路中电流减小，但局部接触点的电流密度大于正常焊接时工作面的电流密度，从而造成接触点的温度达到电极与零件的可焊温度，造成粘电极现象；②电极工作面粗糙。当电极帽出现粗糙时，同样会出现局部接触的现象，从而造成局部电流过大，出现粘连电极现象。（2）电极压力不足，造成粘电极现象。当电极的压力不足时会造成电极与零件之间的接触电阻增大，从而造成接触部位的电阻热增加，使电极与零件接触面的温度升高达到电极与零件的可焊温度，形成电极也零件的熔合，出现粘电极现象。（3）电极冷却效果不好，造成粘电极现象。由于焊枪长时间使用，会出现冷却管路堵塞等现象，如果冷却效果不好，电极会出现温度过高，尤其是在连续点焊时温度升高会更快，温度达到电极与零件可焊性的温度时就会出现电极和零件的熔合，出现粘连现象。对于镀锌板的电阻焊焊接，即使严格控制了上述因素，但仍然不能很好的解决粘连问题，其主要是由于镀锌层的存在，锌层会优先于母材熔化，加大了电极与接触面的面积，降低了焊接电流密度，从而与普通钢板焊接相比，需要更大的焊接电流。另外，使用传统的铬锆铜电极焊接镀锌板，需要使用更大的电流来击穿锌层，大电流的存在，加速了锌与铜的冶金结合，从而导致电极与工件的粘连现象更加严重。铬锆铜电极材料焊接镀锌板电极与工件粘连是电极失效的最主要表现。3 主要改进措施 镀锌板焊接电极失效可以从电极的失效原因入手，但是由于镀锌板的锌层与铜在高温的情况下发生冶金结合，这是一个不可能避免发生的过程。电流越大，温度越高，越容易出现电极与工件粘连，电极蘑菇头状失效，及“炸枪”现象，使用传统的铬锆铜电极材料无法从根本解决上述问题。因此解决点焊镀锌板工件粘连电极，减缓电极失效，最好的解决办法还是更换电极材料。因为传统的铬锆铜与锌在高温时发生冶金结合生成锌黄铜，材料的自身性质决定了铬锆铜与镀锌板在电焊过程中会发生粘连现象。目前焊接镀锌板最好的材料是Al2O3弥散强化铜。对于Al2O3弥散强化铜电极材料，可以在某汽车轮罩加强板进行了试验，使用传统铬锆铜电极在焊接80点后必须进行修模，否则会出现工件粘连及虚焊现象。使用氧化铝铜电极材料焊接200点后的实验报告如图4所示，从中可以看到，在200点焊接后Al2O3弥散强化铜电极与工件无粘连，且熔核半径合格，无虚焊，大大提高了焊接质量和生产效率。图4 氧化铝铜电极焊接实验报告 Al2O3弥散强化铜作为电极材料焊接镀锌板时的优点，主要是因为Al2O3弥散强化铜基体弥散分布着大量的纳米三氧化二铝颗粒，在镀锌层与铜电极发生冶金结合时，大量的氧化铝颗粒，可以作为一种缺陷源，使其不能达到完美的冶金结合效果，在电极与工件分离的时候，能够顺利的分开，从而可以有效地阻止铜与锌之间发生冶金结合，达到抗粘连的效果。另外Al2O3弥散强化铜由于大量的氧化铝颗粒的钉扎作用[5-6]，阻碍了金属晶粒的回复再结晶，使其能够在高温情况下保持较高的强度，从而具有比传统电极材料铬锆铜的（约550℃）高很多的软化温度。一般情况下Al2O3弥散强化铜的软化温度可达到900℃以上，从而大大提高了使用寿命，减少蘑菇头状失效的发生。由于Al2O3弥散强化铜电极大大缓解与镀锌层之间的粘连，所以不必要使用大电流击穿锌层后再焊接，从而减小了电流，对炸枪显现也有了明显的改善。目前Al2O3弥散强化铜电极已慢慢开始被大型汽车厂认可，国内的上海荣威、长城汽车、北京现代、东风日产、神龙汽车、上海通用等汽车厂已经初步开始大规模的应用在整车生产线上。随着镀锌板在汽车上的应用更加广泛，相信Al2O3弥散强化铜电极也会具有跟大的应用市场。4 结论（1）镀锌板焊接电极的失效形式主要为出现蘑菇头损耗、炸枪及电极与工件粘连。（2）目前使用的传统铬锆铜电极材料在焊接镀锌板时由于铜与锌在高温条件下发生冶金结合，与焊接普通冷轧板相比，电极失效更为严重。（3）Al2O3弥散强化铜由于其铜基体上分布着大量的氧化铝颗粒，能够有效的阻碍高温下铜与锌发生冶金结合，另外由于氧化铝颗粒的钉扎作用，大大提高了氧化铜弥散强化铜的软化温度，因此该材料是目前焊接镀锌板材料的最佳选择。参考文献： [1]李美霞,罗骥,郭志猛.内氧化发制备Al2O3弥散铜复合材料的研究[J].粉末冶金技术,2011,29(3):214-217.[2]刘平,任凤章,贾淑果,等.铜合金及其应用[M].北京:化学工业出版社,2007:316.[3]SHEIBANI S,ATAIE A.Influence of Al2O3 reinforcement on precipitation kinetic of Cu-Cr nanocomposite [J].Thermochimica Acta,2011,(9):222-228.[4]田宝红,宋克兴,刘平,等.高性能弥散强化铜合金复合材料及其制备技术[M].北京:科学出版社,2011:245.[5]梁淑华,范志康.超细Al2O3 颗粒增强铜基复合材料的研究[J].复合材料学报,1998,15(3):44-48.[6]郭明星,汪明朴,李周,等.原位复合发制备纳米粒子弥散强化铜合金研究进展[J].机械工程材料,2005,(4):1-3.Analysis and Improvement of the Galvanized Plate Welding Electrode Failure Zhang Dongping, Zhong Wanliang ,Chen Feng, Ye Fuxing, Liu Hui,Liu Shiqiao(Guangdong Institute of Materials an Processing,Guangdong Guangzhou 510651)Abstract：This paper analyzes the forms and reasons of the failure of the galvanized plate welding electrode, pointed out the shortcomings of the traditional chromium zirconium copper electrode materials in welding of galvanized steel plate, the use of Al2O3 dispersion strengthened copper electrode of galvanized plate welding experiment materials, analyzes the reasons of reducing the failure of Al2O3 dispersion strengthened copper as electrode material in welding of galvanized plate.Keywords：Galvanized sheet;Gispersion strengthened copper;Electrode;Failure 中图分类号：TG4 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2017）07-0005-02 作者简介：张冬平（1980-），男，工程师，研究方向：铜合金及耐磨材料研究。
在电力行业的输电线塔架及输、变电基础设施中热镀锌钢结构应用较多。但由于电力输送线路的持续性及成本原因,维护过程不能再使用热镀锌,而是采用冷镀锌方法解决。为了解决现有冷镀锌产品涂层多孔而导致涂层起泡或防护不足的问题,本工作在钢板上制备了一种冷镀锌层,并对其主要性能进行研究。
1 试验
1. 1 涂层制备
基体为Q235B低碳钢,尺寸100. 00 mm × 100. 00mm × 2. 75 mm,表面喷砂至Sa2. 5。利用线棒涂布器涂布约40 μm厚的冷镀锌层。锌液主要成分为80. 5% ~94. 5% 锌,1. 5% ~ 6. 0% 改性环氧树脂,2. 0% ~ 8. 0%丙二醇甲醚醋酸酯( PMA) ,其他助剂。
1. 2 测试分析
( 1) 表面形貌利用Quanta 650 FEG扫描电镜( SEM) 观察镀层表面形貌。
( 2) 附着力根据GB /T 9286 - 1998,采用划格试验对镀层附着力进行检测。
( 3) 循环盐雾腐蚀在Asccot CC1000ip型循环腐蚀试验箱中进行,执行GB /T 20854 - 2007,条件如下1盐雾阶段( 35 ± 1) ℃ ,5. 0% ± 0. 5% Na Cl溶液,持续时间2 h; 2干燥阶段( 60 ± 1) ℃,20% ~ 30%RH,4 h; 3湿热阶段( 50 ± 1) ℃ ,≥95% RH,2 h。
( 4) 电化学行为利用273A型( EG&G) 电化学测试系统进行测定,以饱和甘汞电极( SCE) 作为参比电极,铂电极作辅助电极,工作电极面积1 cm2,测试条件为室温开放体系,介质为未除氧的3. 5% Na Cl( 分析纯)溶液,浸泡20 min后测试。在1. 0 × ( 105~ 10－ 2) H内对冷镀锌钢板进行交流阻抗测试,交流电压幅值为10 m V。结合冷镀锌钢板交流阻抗谱的特点,采用常相位角元件CPE设计等效电路,对冷镀锌钢板的交流阻抗谱进行曲线拟合,得到各常相位角元件或电阻等模拟电路中的元件值。以1 m V/s的扫描速率相对于开路电位- 0. 20 ~ 0. 25 V进行扫描,得到冷镀锌钢板的塔菲尔极化曲线,进而得到平衡腐蚀电位和腐蚀电流或腐蚀速率。
2 结果与讨论
2. 1 表面形貌
图1 为冷镀锌层表面的SEM形貌。
镀层表面存在一定粗糙度( 见图1a) ,这有利于后续进行其他涂料涂装; 该涂层主要由 1 ~ 7 μm的锌粒组成,锌粒均匀分布,树脂含量较少,在SEM下以黑色污染物形式呈现,不是很明显( 见图1b) 。
2. 2 附着力
冷镀锌层进行划格后,小格涂层没有剥落情况出现,根据标准,附着力评判级别为0 级,为最好级别。因此,该涂层能够很好地满足对附着力的一般要求。
2. 3 耐腐蚀性
2. 3. 1 循环盐雾腐蚀
经过50 个循环即400 h后,试样表面出现均匀白锈,无红锈出现。根据热镀锌循环盐雾试验中7 μm厚热镀锌钢板出现红锈约为12 个循环,依此推算,则本冷镀锌层相当于29 μm厚热镀锌的耐蚀性。因此,同等厚度的冷镀锌层耐蚀性约为热镀锌层耐蚀性的3 /4。
2. 3. 2 电化学行为
图2 为冷镀锌钢在3. 5% Na Cl溶液中的极化曲线。对其进行Tafel拟合得到平衡腐蚀电位Ecorr为- 1. 090V,平衡腐蚀电流密度Jcorr为17. 10 μA/cm2,腐蚀速率为0. 198 6 mm/a,比热镀锌板腐蚀速率0. 169 9 mm/a稍大［1］,可能是由于冷镀锌钢板表面存在锌粒使试样表面实际面积增加的原因。
冷镀锌钢的交流阻抗谱见图3; 通过图4 等效电路进行拟合,得到的电化学参数见表1。从图3a可以看出,阻抗谱由1 个容抗弧和1 个近似45°的短直线或是短弧线组成,高频端未与原点相交,存在溶液电阻R1。从图3b可以看出,明显存在2 个时间常数,对应2 个容抗弧,在高频端与镀层电容Cc[拟合电路中用常相位角元件CPE( Q1) 表示]和镀层电阻R2有关,第2 个大容抗弧与电极反应电阻R3和双电容Cdl[拟合电路中用常相位角元件CPE( Q2) 表示]有关,在低频端出现了斜直线,与反应粒子的传质过程即扩散过程较慢有关,在拟合电路中用Warburg阻抗W表示。从表1 可知,冷镀锌层极化电阻为469. 90 Ω·cm2,较热镀纯锌镀层极化电阻636. 90 Ω·cm2稍小［1］,相差不多。因此,冷镀锌层在3. 5% Na Cl溶液体系中的耐蚀性稍微弱于热镀锌层,这与极化反应得到的镀层腐蚀速率相对应。
3 结论
制备的冷镀锌层附着力较好,耐蚀性约为热镀锌层的75% 。冷镀锌施工便捷,且成本较热镀锌低,是热镀锌钢结构维护的首选。
参考文献
近年来,通过硅烷化和硅烷化改性处理来提高镀锌层的耐蚀性,进而寻求对环境无害的铬酸盐钝化替代技术,已成为研究热点。然而,由于硅烷化处理提高热镀锌层耐蚀性的效果十分有限,故常需要添加稀土盐、磷酸盐、钼酸盐、纳米氧化硅等无机化合物[1~7]。 无机添加剂容易团聚及提高水体富营养化,且价格较贵,不适于产业化。若以聚氨酯、环氧树脂等有机物作为添加剂,其耐蚀性能有限且存在污染[6,8]。苯并三氮唑( BTA) 被用作铜的缓蚀剂[9],但在镀锌钢板防腐蚀上的应用还未见报道。
本工作以苯并三氮唑( BTA) 作为硅烷膜的改性添加剂,在镀锌钢板上制备涂层,采用中性盐雾腐蚀试验、电化学法分析BTA对硅烷涂层耐蚀性的影响,与铬酸盐钝化 效果进行 比较,并用X射线光电 子能谱 ( XPS) 表征了改性涂层的结构组成。
1试验
1.1基材前处理
基材为热镀锌钢板( 镀锌层厚度约为0. 3 mm) ,裁成50. 0 mm × 70. 0 mm × 0. 7 mm,经自制碱性脱脂剂 [20 g /L月桂酸,2 g /L十二烷基磺酸钠,20 g /L D -Na ( 葡萄糖酸钠) ,10 g /L三聚磷酸钠,80 g /L偏硅酸钠, 30 g / L碳酸钠,30 g / L氢氧化钠( 粒状) ]40 ℃ 脱脂20 s,去离子水清洗,热风吹干待用。
1.2涂层制备
将双 -[γ -( 三乙氧基硅) 丙基]四硫化物硅烷 ( BTESPT) 溶液溶于BTA、冰醋酸( 调节p H值用) 、无水乙醇的 水溶液,按硅烷、无水乙醇、水体积比5 ∶ 77 ∶ 18混合配制硅烷改性溶液,并使BTA浓度为0. 001 g / L; 搅拌1 h,静置3 d; 浸入镀锌样,室温 ( 25 ℃ ) 浸泡5 s后取出,热风吹干; 于HG101 -1型电热鼓风干燥箱中120 ℃固化30 min。同时用未加BTA的硅烷溶液处理( 其余工艺相同) 制备的试样( 以下称为硅烷处理试样) 以对比。
另外,对镀锌试样进行铬酸盐钝化处理进行对比,工艺参数: 5 g/L铬酐,20 m L/L硫酸,40 m L/L硝酸,2 g/L氢氟酸; 室温( 25 ℃) 浸泡3 s,取出空停10 s热风吹干,于HG101 -1型电热鼓风干燥箱中70 ℃固化10 min。
1.3测试表征
( 1) 中性盐雾腐蚀参照GB /T 10125 - 1997,在DCTC1200P盐雾试验箱内对试样进行中性盐雾腐蚀, 连续喷雾144 h,介质为( 50 ± 5) g /L Na Cl溶液,p H值6. 5 ~ 7. 2,箱内温度( 35 ± 2) ℃ ,盐雾沉降量1. 0 ~ 2. 0 m L / ( 80 cm2·h) 。
( 2) 电化学行为采用650A电化学工作站,辅助电极为213型铂电极,参比电极为217型饱和甘汞电极,试样为工作电极,工作面积为10 mm × 10 mm,其余区域用环氧树脂密封,测试溶液为3. 5% Na Cl溶液,室温( 25 ℃) 下进行。Tafel极化曲线测试时电位扫描速率为0. 005 V/s,电位扫描范围为开路电位 ± 0. 5 V; 交流阻抗谱( EIS) 测试时,工作电位保持在开路腐蚀电位处,正弦波激励信号为5 m V,扫描频率范围为1. 0 × ( 10- 2~ 105) Hz。建立等效电路,应用Zsimpwim软件对电化学阻抗谱进行拟合分析。
( 3) 结构组成采用Kratos2Axis光电子能谱仪 ( XPS) 对改性硅烷涂层结构进行分析,X射线源采用Al Kα( 1 486. 71 e V) ,能谱扫描范围为0 ~ 1 200 e V,宽幅扫描间距为1 e V,能谱采用C1s ( 284. 6 e V) 进行校正。
2结果与讨论
2.1涂层的耐蚀性能
2. 1. 1中性盐雾腐蚀
硅烷处理试样、BTA改性硅烷处理试样和铬酸盐钝化试样的中性盐雾腐蚀结果显示: 120 h中性盐雾试验后BTA改性硅烷处理试样和铬酸盐钝化试样均未发生腐蚀; 经过144 h后,硅烷处理试样表面腐蚀面积达100% ,白色腐蚀产物覆盖整个表面,而BTA改性硅烷处理试样表面有轻微腐蚀,腐蚀面积约占10% ,可见少量白色腐蚀产物,铬酸盐钝化试样也略有轻微腐蚀,有极少量白色腐蚀产物。BTA改性硅烷涂层的耐蚀性与铬酸盐钝化的相当,比硅烷处理的有明显提高。
2.1.2Tafel极化曲线
3种试样在3. 5% Na Cl溶液中的极化曲线见图1; 拟合电化学参数见表1。从图1可以看出: 与铬酸盐钝化处理试样和硅烷处理试样相比,改性硅烷处理试样的自腐蚀电位略有负移,阴极极化电流下降约2个数量级,阳极极化电流略有降低; 改性硅烷涂层阴极电流曲线出现拐点,硅烷涂层阴极电流曲线没有出现拐点, 说明改性硅烷涂层与铬酸盐钝化膜一样具有自修复能力。BTA作为阴极型缓蚀剂,在3. 5% Na Cl腐蚀介质中对镀锌板的缓蚀作用主要是增大电化学腐蚀中的阴极极化,阻碍阴极过程的进行,使腐蚀电位向负方向移动,腐蚀电流大大减小,腐蚀速度大大降低。改性硅烷涂层阴极极化曲线在电位为 - 1. 347 ~ 1. 445 V内腐蚀电流略有减少,可能是由于在中性环境中BTA与Zn2 +形成对阴极反应有抑制作用而对阳极反应没有抑制作用的配位化合物。阳极极化曲线较陡,表明阳极极化率较大,电极反应过程的阻力较大; 阴极极化曲线较平坦,表明阴极极化率较小,电极反应过程的阻力较小, 反应容易进行。所以3种试样电极反应过程的控制步骤均为阳极极化。
从表1可以看出,与铬酸盐钝化处理试样相比,硅烷处理试样和改性硅烷处理试样的腐蚀电流明显降低,极化电阻明显提高。
2.1.3交流阻抗谱
3种试样在3. 5% Na Cl溶液中的交流阻抗Bode谱见图2。由图2a可知: 与硅烷处理试样相比,改性硅烷处理试样在低频区( 0. 01 Hz < f < 100 Hz) 阻抗值增加约3个数量级,当频率f > 100 Hz时,改性硅烷处理试样的Bode谱是斜率为 - 1的直线,在高频区与硅烷处理试样曲线重合,表明改性硅烷处理能明显提高镀锌层的耐蚀性能,但在试验初期,Na Cl溶液对2种涂层的渗透均达到饱和。由图2b可知: BTA改性硅烷处理试样有2个比较明显的时间常数,表明Na Cl溶液到达钝化膜/镀锌基体界面,引起镀锌基体的腐蚀,即Zn - 2e→ Zn2 +,但尚未出现宏观的腐蚀产物,在很宽的频率( 102Hz < f < 104Hz) 范围内,相位角接近 - 90°,表明此时电容值很小、电阻值很大,涂层相当于一个纯电容,当频率f > 104Hz时,相位角小于 - 90°,表明此时涂层中有新相形成。在弱酸、中性和弱碱性水溶液中,BTAH2+→BTA + 2H+,Zn2 +与涂层中BTA反应生成[BTA -Zn2 +] 配位物保护层,改性硅烷涂层具有自愈合能力。
图3为改性硅烷处理试样在3. 5% Na Cl溶液中的Nyquist谱和模拟等效电路,表2为其拟合的电化学参数。其中,Rs为溶液电阻,Rc为涂层电阻,Cc为涂层电容,Rp为微孔内电阻,CPE1为双电层电容,R1为配位化合物涂层电阻,CPE2为配位化合物涂层电容。由表2可知: Rc很大,Cc很小,表明此时涂层相当于1个纯电容。 由于BTESPT硅烷涂层主要是由硅醇Si - OH浓缩形成Si - O - Si与Si - O - Zn网络结构[10],使得Na Cl溶液向涂层内部渗透阻力很小。Cc< CPE1< CPE2,且Rp很小, 表明Na Cl溶液向涂层内渗透直至饱和,涂层电容不断增大,但镀锌基体金属并没有发生腐蚀和破坏。由于添加少量BTA,镀锌基体表面发生的化学反应为
[BTA -Zn2 +]配位化合物涂层的电阻R1很大,CPE2使该涂层相当于1个纯电阻与涂层电阻串联,增大了体系的总电阻,使腐蚀过程扩散受限,从而使改性硅烷涂层的耐蚀性大幅度提高。图2b中低频区( 0. 01 Hz < f < 100 Hz) 时间常数代表BTA改性硅烷涂层的性能, 由涂层电阻Rc和涂层电容Cc并联( RcCc) 组成。高频区( 102Hz < f < 104Hz) 时间常数与Na Cl溶液 / 镀锌基体界面上的电极反应有关,由配位化合物涂层电阻R1和配位化合物涂层电容CPE2串联R1CPE2组成。
2.2BTA改性硅烷涂层的XPS谱
图4为BTA改性硅烷涂层的XPS全元素扫描谱和深度剖析谱。从图4a可以看出,改性硅烷涂层中含有的主要元素为Zn,Si,O,S,C,N。从图4b可以看出: 在溅射的前30 s内,Si的含量大幅度增加,S和O的含量增加幅度较小,并且Si,O,S的含量均达到了最大值,C的含量大幅度降低,N的含量下降了一半,Zn也能检测到; 随着溅射时间的延长,Si,O,S,C的含量均下降,但Si的含量下降幅度较小,O,S,C的含量下降幅度较大, Zn的含量大幅度增加,而N的含量不断下降,当溅射时间为390 s时其含量为0,当溅射时间超过390 s时, N元素再次出现,含量有所增加。在溅射初期,C含量显著降低,可能是空气中CO2的干扰; Si的含量大幅度增加,表明在改性硅烷涂层外层Si主要以Si OH的缩聚物Si - O - Si和未完全缩合的Si OH的形式存在; O,S, C含量变化幅度相当,表明硅烷主要以物理隔绝层的形式存在于镀锌试样表面。Si和Zn的变化趋势表明改性硅烷涂层内层主要为Si - O - Zn; N含量的变化趋势表明,在改性硅烷涂层外层,BTA主要通过阴极缓蚀剂分子形式存在于改性硅烷涂层内层,BTA主要通过 [BTA-Zn2 +]配位化合物的形式存在,从而使改性硅烷涂层的耐蚀性得到大幅度的提高。
3结论
