抗腐蚀薄膜科学

纳米织物被定义为具有厚度的纳米结构纳米规模。一般来说，瘦电影构建需要在一系列中具有厚度微米或少于生产，性能和应用的特殊特征。¹

薄膜的历史回归了一个多世纪，超过了多十年。例如，1911年实现了金刚石状多晶碳的第一沉积，并且在20世纪70年代进行了无定形碳（A-C）薄膜的积极研究和开发。²已经制定了许多类型，因为具有不同程度的成功。（学习更多关于涂料涂层的组成。）

各种薄膜涂层化学品和全系列的应用技术产生独特的性能特征，如抗腐蚀，自我清洁，和耐化学性和耐刮擦。^3.图1总结了可以生产和应用薄膜的各种方式。

图1.薄膜的应用技术^4.

开发金属有效抗腐蚀预治疗基板由于它们能够提高侵蚀性环境中的金属结构和组分的耐久性（例如，水，NaCl，HF，HCl，碱性介质），因此引起了很多关注。

监管障碍

第一次介绍时，常规铬酸盐转化涂层（CCC）根据其腐蚀保护性能被认为是良好的候选人。这自我修复CCCS的性质，易于应用和高电导率促使早期采用铬酸盐涂料由行业。（在文章中了解更多内容看看自我愈合的金属氧化物作为防腐法。）

但是，强氧化特性铬酸盐被证明导致人体DNA损伤和接触肺癌的风险增加。因此，由于严格的环境立法和收紧使用规定，对更环保型涂料的需求增加六价铬酸盐。（发现如何将安全写入您的涂料规格。）

制定更安全的替代品

在20世纪90年代后期，将铬酸根薄膜作为更安全的选择，以增强耐腐蚀性能金属组分。在制定这些涂层时，已经支付了更多的关注统计设计和功能聚合物确保更好的均匀性交联期间养护，以及改善电影性能。

在薄膜生产的新技术中，溶胶 - 凝胶是积极评估的粘附金属底物和有机顶部涂层用作中间体。经济上可行的生产是选择用于防腐蚀保护的溶胶 - 凝胶涂层的关键因素。

掺入杂交溶胶 - 凝胶系统中的纳米颗粒可提高腐蚀保护性能，导致较低孔隙度，增加厚度和减少开裂潜力以及增强机械性能。^4,5纳米颗粒的浓度是最终性能特征的重要因素。

生产具有自修复和抗腐蚀性特性的薄膜的一种方法是添加康复组件，例如腐蚀抑制剂和稀土元素。通过控制这些康复组分的释放速率，可以管理涂层的耐久性。^6.

此外，自组装分子在金属表面上的密切和规则的布置的基础上提供了有价值的涂层性能，并之后聚合。因此，这种能力提供极其柔韧的强锚固层，可改善涂层粘附，腐蚀保护和机械和耐化学性。^7.

在这个领域里，硅烷基于薄膜是另一种可以提供广泛的有用特性的承诺类型。^8.由溶液中的硅烷单体形成的硅烷膜是在几种研究中评估的环保类型。^9.

基于硅烷的薄膜表示为以下结构：^8.

1. r（ch.₂）N Si X3（1）[其中R捐赠有机官能团，X3是可水解基团和（CH₂）N烷基链作为连接物。
2. R-Si-or'+ h₂o？r-si-oh + r'-oh
3. 2r-si-oh？r-si-o-si-r + h₂O.
4. M-OH + R-Si-OH？M-O-Si-R + H.₂O.

在等式2至4中，符号R和R'分别是官能甲基或乙基。m代表金属。等式2至4显示水解和下面的图2和3中描绘的硅烷膜的冷凝。

图2.施用后不同阶段的硅烷膜的结构^8.

图3.硅烷偶联剂与矿物表面的粘合^8.

由于将化学吸附的M-O-Si键合到顶部涂层，最终薄膜可以表现出对金属基材的理想粘附性有机涂料通过正确选择R组。由于基于所选的R组，所得薄膜也提供良好的腐蚀性能，因为形成高度致密 - [Si-Si] - 骨结构。

为了总结，腐蚀是可以在几个领域中减少金属部件性能的效率的主要因素。这一关键问题在节能基础设施和运输系统中提出了大规模的工业问题，通常讨论，以确保连续运行并保持理想的效率。

已经探索了各种技术来控制，管理和减轻腐蚀现象，防腐电影受到了很多关注。保护膜的广泛应用;例如在海洋情况下，用于飞溅区域的防腐蚀薄膜，提升者和耐磨性在水之上或水下，包封的化合物（掺杂剂与酸性）薄膜，UV保护电影等是在海洋结构维护中普遍存在的一些受试者。（为了深深的潜水，看用于海洋应用和海上平台的涂层。）

旨在证明金属结构在恶劣环境中承受多年暴露的能力：

• 电化学技术（电化学阻抗光谱法（EIS）和极化测量，循环伏安那开路电位）
• Rutherford反向散射光谱（RBS）
• 螺旋钻电子光谱
• 原子力显微镜（AFM）
• 扫描电子显微镜（SEM）
• 能量分散光谱（EDS）
• 聚焦离子束铣削（FIB）
• X射线衍射（XRD）
• 傅里叶变换红外光谱（FT-IR）
• 电感耦合等离子体 - 质谱（ICP-MS）
• X射线光电子能谱XPS

通过这些方法，专门设计薄膜以获得最佳的耐腐蚀保护，以及最大化涂层粘附，产生优异的抗冲击性，并在最具挑战性条件下提高耐磨性，柔韧性和防滑性。

在多十年来广泛的研究中，通过应用有效的抗腐蚀性，非铬酸盐和钢化胶，增强了钢铁和钢的保护低VOC.电影。在该领域中，硅烷基薄膜是候选者，其具有卓越的能力，其能够形成与金属基材的强键，并同时形成表面上的交联聚合物，这两者都有助于产生强度转换涂料。

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参考

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4. A. S. Hamdy Makhlouf，I. Tiginyanu，Nanocoatings和超薄薄膜，Woodhead Publishing Limited，ISBN 978-0-85709-490-2，2011。
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6. S. Hooshmand Zaferan，M.Peikari，D.Zaarei，I. Danaei，J.Manyowfi Fakhraei，有机硅烷铈硝酸铈的自愈性质预处理涂料，SPE国际会议和在英国阿伯丁的油田腐蚀展览会上，28-5月29日（2012年），ISBN：978-1-62276-080-0。
7. D. Wang，Y. Ni，Q. Huo，D.E.塔尔曼，自组装的单层和多层薄膜在2024-T3基板上及其耐腐蚀性研究，薄的实心膜471（2005）177-185。
8. S. Hooshmand Zaferani，M. Peikari，I. Danaee，D.Zaarei，J.Moutowfi，M. Mohammadi，使用硅烷薄膜来制作铬酸盐转化涂层，腐蚀，NACE，NACE，NACE，NACE，NACE，NACE，NACE，NACE，NACE，NACE，NACE，NACE，NACE，NACE，NACE，NACE，NACE，NACE，NACE，NACE，NACE，NACE，NACE，NACE，NACE杂志。69，4月4日，4月4日，2013年，372-387。
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