电镀锌钢板的黑变是严重影响钢板质量的一种镀锌层的初期腐蚀过程。世界各大钢铁厂厂家对防止黑变的对策进行了系统的研究。我们在前一阶段的研究中发现,铬酸盐钝化使黑变反应的活化能大幅度的升高,有效地延缓了黑变的进程,且经钝化后的镀锌层表面的黑变符合Wagner方程。铅的存在极大地提高了黑变的速率,并发现在硫酸盐镀锌液中,铅以硫酸铅胶团的形式存在, 在电镀过程中吸附在镀层的最外表面,凡是除去镀液中硫酸铅的措施以及在钝化前和钝化中对含铅的胶体膜采取破胶或溶解的方法都可以抑制黑变的发生。尽管已经有人研究了碱性水溶液中的氧化锌粉末的光电行为,却未见关于镀锌层表面的氧化锌在大气中的腐蚀行为的报道。

我们设计了在超高级恒温水浴中的湿热腐蚀试验。用汞灯作为光源,采用镀层表面明度差法,研究了铅与光照对黑变反应的速率、黑变反应活化能及活化熵的影响,并对其原因进行了探讨。光抑制黑变的原因分析如下: ZnO具有光致吸脱反应的性质,在光照下ZnO表面所吸附的氧要发生脱附,使得锌的氧化反应受到抑制。光致吸脱反应中典型的例子就是氧在ZnO粉末上的吸脱附反应,吸附主要是伴随着离子生成的吸附机理。

在吸附有阴离子的半导体表面,由阴离子的吸附引起了半导体内的能带弯曲。在高温真空条件下,光促进了氧在半导体表面的吸附。在大气中, 当ZnO表面充分吸附了氧气之后,光的照射将引起吸附氧的脱附,这是由于光照使半导体内部产生电子空穴对,在表面电场作用下,空穴(h+)向外侧,电子向内侧运动,空穴到达表面后，会发生反应。无论在光照与否、含铅与否的条件下,钝化钢板的黑变过程都符合Wagner方程。铅是促进黑变的重要因素,铅的存在极大地降低了黑变反应的活化能Ea,同时铅的存在也降低了光照对黑变的影响程度。光照使黑变反应活化能略有降低,但同时使指前因子A大幅度地降低,总的作用结果抑制了黑变反应。中国粮油仪器网  http://www.grainyq.com/