1. ¿Cuál es el mecanismo central de la pasivación?
La naturaleza de la corrosión del recubrimiento de zinc y la necesidad de pasivación
El recubrimiento de zinc es propenso a la corrosión electroquímica en un entorno húmedo: el zinc, como ánodo, pierde electrones en la solución de electrolitos para generar zn²⁺, mientras que el cátodo gana electrones para experimentar una reacción de reducción, lo que hace que la capa de zinc se disuelva gradualmente.
La esencia del tratamiento de pasivación es construir una película de pasivación densa y estable en la superficie de la capa de zinc a través de métodos químicos o electroquímicos, aislar el contacto directo entre el electrolito y la matriz de zinc, e inhibir la aparición de reacciones electroquímicas.
2. ¿Cuál es el mecanismo de formación de la película de pasivación?
Pasación química: la capa de zinc sufre una reacción de reducción de oxidación con la solución de pasivación (como cromato, agente de pasivación sin cromo) para formar un óxido de metal, hidróxido o película de sal compuesta. Por ejemplo, en la pasivación cromada, CR⁶⁺ reacciona con Zn para formar CR³⁺ y Zn²⁺, que se combinan para formar una película compuesta CR₂O₃・ ZNO ・ NH₂O con un grosor de película de generalmente 0.5 ~ 2 μm.
Pasación electroquímica: en un electrolito que contiene un pasivador, se aplica una corriente externa para hacer que la superficie de la capa de zinc experimente anodización para formar una película de óxido más uniforme, como el proceso de pasivación de anodización.
3. ¿Cuál es la influencia de la composición de la película en la resistencia a la corrosión?
Película de pasivación de cromato: CR³⁺ proporciona el esqueleto de la película, y CR⁶⁺ está integrado en los poros de la película en forma de aniones (como Cro₄²⁻). Cuando la película está dañada, CR⁶⁺ se disuelve y oxida la matriz de zinc circundante para formar una nueva zona de pasivación, realizando la función de "auto reparación".
Película de pasivación sin cromo: la película de cromo trivalente se basa en el fluoruro para inhibir la disolución de la película, y los componentes orgánicos (como el ácido carboxílico) llenan los poros para reducir la permeabilidad de la película; La película de silano evita que el agua y el oxígeno penetren a través de la estabilidad química de los enlaces SI-O-ZN.
4. ¿Cuál es el papel de la microestructura de la película?
La densidad y la porosidad de la película de pasivación son clave: la porosidad de la película de cromato es <5%, mientras que la porosidad de la película de pasivación sin cromo de alta calidad puede reducirse a menos del 10% a través de la tecnología de formación de películas múltiples. Por ejemplo, las capas moleculares de la película de pasivación de silano se organizan de manera ordenada, y el tamaño de poro es <2nm, que es mucho más pequeño que la ruta de permeación de las moléculas de agua (0.3NM), pero se ve fácilmente afectado por el pH.
Vinculación cinematográfica: cuanto mayor sea la fuerza de unión interfacial entre la película de pasivación y la capa de zinc, menos probable es que se caiga la capa de la película. La película de cromato logra una fuerte unión a través del enlace químico CR-O-ZN, mientras que el enlace SI-O-ZN de la película de Silane también tiene una excelente compatibilidad interfacial.
5. ¿Cuáles son los cuellos de botella técnicos y los avances de la pasivación sin cromo?
La brecha de resistencia a la corrosión: la película de pasivación sin cromo carece de la capacidad de auto reparto de Cr⁶⁺, y su resistencia a la corrosión sigue siendo menor que la de la pasivación cromada en entornos hostiles (como océanos y atmósferas industriales).
Solución: Tecnología de pasivación compuesta: como "pasivación de cromo trivalente + sellado de silano", a través de membranas inorgánicas para proporcionar barreras y membranas orgánicas para llenar los poros, de modo que el rendimiento de la resistencia a la pulverización de sal esté cerca del nivel de cromo hexavalente.
Película nano-compuesta: agregue partículas de nano-siio₂ y tio₂ a la solución de pasivación y use el "efecto laberinto" de las nanopartículas para extender la ruta de penetración de los medios corrosivos. Por ejemplo, la película de pasivación de sal de circonio modificada por Nano-Tio₂ puede aumentar el tiempo de resistencia a la pulverización de sal en un 40%.