1表面處理鋼板的耐蝕性及其評價 汽車車身的腐蝕形態大致可分為穿孔和外觀生銹及端面生銹3種。由于水分或氯化物容易滯留的鋼板接合部的內部發生腐蝕造成穿孔和因跳焊等使涂層容易受到損傷的外板外面發生的外觀銹比其它部位厲害，因此將這些部位確定為汽車防銹的重點部位。 根據九十年代對實際汽車腐蝕的詳細解析結果可知，實際汽車的外觀銹和外板穿孔一般受鍍層重量的影響，與電鍍的類型無關。對于汽車車身用表面處理鋼板的評價，很多是采用腐蝕試驗法進行評價。七十年代的主要試驗法是鹽水噴霧試驗法。從八十年代起，由于鹽水噴霧試驗法與實際汽車腐蝕的相互關系變小，因此各汽車制造商分別獨自開發了腐蝕試驗法。到了九十年代，日本汽車技術會于1991年制定了JASOM609-91標準。 在建材領域存在的問題是切割部端面或加工部產生的紅銹和涂層鼓起。與汽車領域一樣，即使在建材領域，由于鹽水噴霧試驗法與實際環境下腐蝕的相互關系小，因此為制定薄板建材用腐蝕試驗法的標準，從1995年起日本進行了6年的研究。尤其是，為了制定酸雨地區用的腐蝕試驗法，從1998年起日本進行了3年的研究。目前，正在對兩者的JIS化和ISO化進行研究。為了與實際腐蝕環境相對應，因此將NaCl濃度設定為0.1mass%，比鹽水噴霧試驗法和JASOM609的5mass%低。 近年來，采用ACM型腐蝕傳感器對住宅內部各部位的腐蝕程度進行了測定。對于以往根據住宅實際腐蝕形態的數據所設定的部位腐蝕系數已能采用ACM型腐蝕傳感器進行測定，對采用新工藝的不同部位設計用劣化系數也能進行預測。 2表面處理鋼板涂層結構的解析 表面處理鋼板的性能與涂層自身的表面形態和結構有關。對控制涂層來說，結構解析技術是解析涂層生成機理的方法。以前主要是采用光學顯微鏡和X射線衍射進行宏觀觀察，但近年來微觀解析技術取得了顯著的發展。 為弄清電鍍皮膜的析出過程，進行了析出過程的研究。將隧道式掃描顯微鏡(STM)和AFM與電化學方法組合起來能夠對電鍍時的析出反應進行現場觀察。使用這些方法后，根據Zn在Fe單晶體上的初期析出過程，發現有粒徑為數10nm的粒狀晶體析出，在全部覆蓋后會成長為六方晶。 對于Zn電極沉淀時的晶體取向變化進行了動態觀察。采用亮度高的同步加速器放射光(SR)的X射線衍射，能夠對在電解液存在下的電鍍皮膜晶體取向進行連續觀察。在工業規模電解條件下(1.0103～1.0104A/m2)Zn的電極沉淀皮膜厚度達到1m時會向基板外延生長，其后晶體取向取決于超電壓。 為弄清熱浸鍍，尤其是弄清GA皮膜的形成機理，近年來進行了許多結構解析。 GA的合金化反應大致要經過以下兩個階段：①在電鍍液侵入初期Fe-Al合金相的生成；②Zn-Fe合金相的生成和成長。作為Zn-Fe合金相的生成機理，提出了以下幾種：(a)由于Fe-Al合金相的生成，在電鍍液中的Al濃度局部減少的部位出現了Zn-Fe合金相生成的Al缺乏機理；(b)Zn在Fe-Al合金相中擴散，在鋼/Fe-Al合金相界面生成Zn-Fe合金相的Zn擴散機理；(c)由于生成的Fe-Al合金相中的Al會在鋼中擴散，導致Fe-Al合金消失，當Fe和Zn接觸時會生成Zn-Fe合金相的Al溶解機理等。 不論是電鍍，還是熱浸鍍，在對鍍Zn鋼板進行TEM觀察時發現，由于Zn和作為底漆的Fe的機械特性差大和加工時對試料的損傷大，因此TEM試料的制作本身就很難。雖然提出了鏡檢切片法和離子研磨法等，但這些方法都需要熟練的技術。近年來，采用對皮膜損傷小的聚焦離子束(FIB)加工的電子顯微試料加工法已問世，由此能簡便對皮膜斷面中想要觀察的部位進行詳細解析。 作為較為宏觀的觀察方法，還有的采用電子束溝流圖形(ECP)和電子束反向散射圖形(EBSP)調查了Zn-Fe合金化行為。在底層鋼板晶體晶粒內和晶界中Fe-Zn反應行為不同，而且還受晶體方位和晶界結構的影響。 另外，對合金化反應還進行了動態觀察試驗。有的將加熱裝置和X射線衍射組合，在743K下對熱浸鍍Zn鋼板進行加熱，在初晶相生成，相消失后，能連續觀察到相的生長；有的采用SR的X射線衍射來觀察Fe-Al合金相的消失。而且，通過在TEM內加熱試料，在Fe-Al合金上能直接觀察到支持Zn-Fe合金相析出的Al缺乏機理的狀態，在Fe-Al合金相生成后，反應過程能持續到Zn-Fe合金化反應開始為止。 隨著上述解析技術的發展和Fe-Zn-Al三元系熱力學數據的完善，目前已能弄清反應機理，有望向控制GA皮膜技術方面展開。 注：本站部分資料需要安裝PDF閱讀器才能查看，如果你不能瀏覽文章全文，請檢查你是否已安裝PDF閱讀器！ |
