二氧化铈应用：纳米二氧化铈/锌基复合材料制备大幅提高耐腐蚀性

二氧化铈应用：纳米二氧化铈/锌基复合材料制备大幅提高耐腐蚀性

关键词：纳米二氧化铈颗粒，热浸镀，耐腐蚀性

而热浸镀是提高钢铁材料耐蚀性的有效途径之一。研究纳米二氧化铈在热浸镀中的应用，具有重要的经济和社会效益。
   纳米二氧化铈／锌基复合材料的新工艺一“高能球磨+真空热压”法。30纳米二氧化铈粉末（九朋新材料产）和微米级锌粉球磨分散，经过工艺优化后，高能球磨制备出的纳米二氧化铈／锌基复合粉体中纳米二氧化铈颗粒被很好地分散开；通过真空热压制备出的纳米二氧化铈／锌基复合材料组织均匀、结构致密，纳米纳米二氧化铈粒子分散良好。

30纳米二氧化铈粉末（九朋新材料产）和微米级锌粉球磨分散，在溶于热镀溶液中。热浸镀简称熟镀，是将被镀金属材料浸于熔点较低的其他的液态金属或合金中进行镀层的方法。此法的基本特征是在基体与镀层之间有合金层形成。因此，热镀层是有合金层和镀层构成的复合镀层。被镀金属材料一般为钢、铸铁及不锈钢等。用于热浸镀的低熔点金属有锌、铝、锡、铅及锌．铝合金等 450-460℃。
   纳米二氧化铈／锌基复合材料应用于锌．铝合金热浸镀，比较了作为中间体加入纳米二氧化铈粒子的锌．铝合金镀层与原锌一铝合金镀层的耐蚀性。结果显示，所制备的纳米二氧化铈／锌基复合材料能够应用于提高锌一铝合金镀层的耐腐蚀性能。

热镀锌是钢铁材料主要防护方法之一，广泛应用于钢板、钢带、钢丝、钢绞线等钢铁材料上。目前普遍应用的锌．铝，稀土合金镀层，耐腐蚀性能提高了很多。随着西部大开发的进行，要求镀层的耐腐蚀、耐磨性，抗风沙的侵蚀。
   金属基纳米复合材料其比强度、比模量、耐磨性、导电、导热性能等均有大幅度的提高。纳米二氧化铈微粒能有效地改善锌镀层的耐蚀性，在镀液中氧化铈的含量为5g/dm4时，镀层中纳米二氧化铈（九朋新材料产）的含量为0．22％，镀层的耐蚀能力比纯锌提高48％～60％；而微米二氧化铈的含量为0．025％，镀层的耐蚀能力与纯锌相比没有明显的差别。

锌铝氧化铈镧稀土热镀合金，以其镀层优异的耐蚀性。在工业大气或海洋大气中的耐蚀性明显优于镀锌层。镀层中添加适量的铈镧混合稀土(O．03％一0．1％wt％)显著提高和改善锌镀层的各项性能指标，尤其是镀层耐蚀性可望提高2-6倍。

纳米二氧化铈在锌镀层中的作用。

一、细化晶粒，改善镀层表面状态。实践表明，纳米二氧化铈的存在使镀层表面光亮平整，表面耐蚀性、成形性大大提高和改善。
二、减薄锌．铁合金层厚度，提高镀层附着力。添加适量的纳米二氧化铈可以显著减薄合金层的厚度，当稀土的质量分数为0．03％一0．1％时，合金层减薄程度最为明显，从而提高镀层结合力。

二、大幅度提高镀层耐蚀性。镀层耐蚀性大大优于普通镀锌层2-6倍。纳米二氧化铈很高的活性使其易于聚集在镀层表面，存在于氧化膜中，使得这层氧化膜更加致密均匀。有效地延缓铁基的氧化和腐蚀过程。稀土氧和硫化合，晶间腐蚀速率减小。而稀士元素加入过量时，镀层的耐蚀性反而变坏。
   四、镀锌层中添加稀土元素还能对镀层起到强化作用主要原因在于：

a．稀土可以细化晶粒和枝晶网络，即细晶强化；b．稀土降低了镀层中的氢、氧和其它有害杂质含量，因而削弱镀层氢脆倾向：c．稀土与非金属元素作用产生的高熔点化合物弥散于基体中，起到弥散强化作用；d．稀士与金属元素作用生成的高熔点金属间化合物，既消除粗大块状组织又稳定晶界。
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