含钛高炉渣制备钢表面钛防腐涂层基础研究

Titanium with superior physical properties, especially the high specific strength, high melting point, high temperature corrosion resistance and no toxicity. As the main raw material, The Ti bearing blast furnace slag have the high content of titanium oxide. Use the deposition technique in molten salt electric, the stable and reliable alloy titanium layer would be formed on the surface of steel for ship. As the same time , high titanium slag has been deposited , the major components of surface will be the titanium. Using titanium strong resistance to seawater corrosion, anticorrosion coatings prepared by cheap and reliable. Constructing the mechanism of soluble anode in molten salt electrolytic stripping. It will be the realization of effective utilization of Ti bearing blast furnace slag and get good effect of corrosion.

金属钛具有优异的理化性能，尤其是比强度高、熔点高、耐高温腐蚀且无毒害。以含钛高炉渣为主要原料，以其中含量较高的钛氧化物，利用熔盐电沉积技术在船舶用钢表面形成稳定可靠的铁钛合金层，同样在此基础上利用高钛渣在合金层表面继续沉积出以钛占主要成分的表面高钛合金面。利用钛较强的耐海水腐蚀特点，制备出廉价可靠的防腐涂层。构建可溶阳极在熔融盐中电解溶出的机理、阳极原料的要求、以及阴极沉积物控制等核心基础理论。采用熔盐电化学方法对含钛高炉渣进行直接制备钢表面的钛金属层，即解决了含钛高炉渣中钛的有效利用又使其制备出的钛金属层达到很好的防腐效果。

对含钛高炉渣的盐酸浸出基础理论、含钛高炉渣的盐酸浸出过程、酸浸渣的碱浸过程进行研究；对TiO2在熔盐电解液中熔融特性和溶解行为、钛离子在纯铁电极表面的还原机理和形核机理、碳钢表面制备含钛沉积渗镀层工艺条件以及含钛沉积渗镀层防腐特性进行研究，得出以下结论：.1）酸浸反应的热力学分析得出盐酸浸出含钛高炉渣中杂质组分生成可溶性盐在热力学上是可行的； .2）氢氧化钠溶液只能与盐酸分解生成的SiO2生反应，不能与攀钛透辉石、富钛透辉石和镁铝尖晶石中硅组分发生反应。滤液经盐酸滴定、抽滤、热水洗涤、烘干后可回收SiO2；.3）800℃时，TiO2在NaCl-KCl-NaF熔盐体系内的溶解机理为化学溶解；当NaCl:CaCl2=0.48:0.52时该体系熔点最低，添加质量比为10%TiO2后对该体系的初晶温度以及完全凝固温度影响不大； .4）TiO2在NaCl-KCl-NaF和NaCl-CaCl2熔盐中，TiO2在纯铁电极表面的电化学反应经三步还原，即Ti（IV）→Ti（III）→Ti（II）→Ti；钛离子在纯铁电极表面还原过程受扩散控制，在纯铁电极表面的形核机理为三维半球型瞬时形核过程。.5）在NaCl-KCl-NaF熔盐中，当沉积温度为800℃，电沉积电流为1.5A，沉积时间为1.0h，钛沉积层质量最好；在NaCl-CaCl2熔盐中当采用脉冲沉积电源控制沉积占空比为3:7时，沉积电流密度为1.0A时、沉积时间为6h、沉积温度为800℃时所得到沉积镀层最致密均匀。.6）通过对沉积基体、镀钛式样以及工业纯钛进行交流阻抗测试发现，镀层试样在腐蚀过程中所产生的容抗弧半径介于低碳钢基体和工业纯钛试样之间，并且随着镀层式样表层含钛量的增加容抗弧半径向工业纯钛试样增加；极化曲线测试发现镀钛试样的自腐蚀电流也要介于基体与工业纯钛之间，并且随着镀钛式样表层含钛量的增加自腐蚀电流和电位均正向偏移，并且随着表层含钛量的增加耐腐蚀性能明显增强。