2024年中总结（3篇）
1.2024年中总结 篇一
奶制品:生产稳步发展产需缺口继续扩大
报告预测,未来10年,奶类生产继续稳步发展,但进口量仍将较快增长。
中国是奶 业生产和 进口大国,奶产量居世界第三位,奶制品进口量居世界首位。报告指出,2014年,中国奶产量恢复好于预期,液态奶进口增长最明显。奶产量同比增长5.5%,全年奶制品进口数量、进口金额分别为181.26万吨( 折合原料 奶1188.40万吨)和64.13亿美元(折合人民币393.76亿元),同比分别增加13.9%和23.6%。其中,中国进口奶粉92.34万吨(折合原料奶738.72万吨),同比增长8.1%,液态奶进口32.89万吨,同比增长68.9%。
未来10年,随着畜禽规模化养殖的推进,中国奶牛养殖进入关键转型期,规模化程度将继续较快提升。预计2024年,中国存栏100头以上奶牛规模化养殖比重将会达到65%,比2014年提高20个百分点。规模化程度的提升将直接推动中国奶牛单产水平的提高。展望期间,中国每头奶牛年产奶量将提高0.9吨,2024年达到6.5吨。
得益于单产水平的提升,中国奶类产量将继续增加。预计2020年,奶类产量为4397万吨,2024年达到4760万吨,展望期内平均增速为2.0%左右。受环境保护因素和资源短缺的制约,展望期间奶牛存栏数量的增长有限。
随着城乡居民生活水平的提高、城镇化发展及学生饮用奶计划等推进,奶制品消费未来仍有较大提升空间。中国城乡居民人均奶制品消费量(含乳饮料、冰淇淋、蛋糕等食品中奶制品消费量)继续增加,2024年或将达到39.56公斤,年均增速为2.2%。其中,城镇居民人均消费46.30公斤,年均增速为1.5%;农村居民人均消费27.60公斤,年均增速2.3%。预计2020年奶制品国内总消费为5661万吨,2024年为6303万吨,展望期内年均增速为2.3%。
长期看,奶制品进口量总体仍将继续增加。在2013年和2014年度所谓的“奶荒”、国际市场低价等多重因素刺激下,近两年奶制品进口大幅增加,乳品加工企业积压严重。预计2015年奶粉进口量将有所下降,奶制品进口总量略降。但由于国内供需缺口长期存在,且呈明显扩大趋势,长期看奶制品进口量总体上仍将继续增加,鲜奶将是增长最快的奶制品。预计到2020年,中国奶制品进口总量(折合原料奶)达1304万吨,2024年达1603万吨,比2014增长34.9%。展望期间,奶制品进口量年均增长率预计为3.0% ,明显小于过去10年年均15.5%的增幅。
未来的奶制品市场发展仍然受许多不确定性因素影响。未来10年,中国生育政策如何调整将直接影响新生婴儿数量,欧盟生产配额制取消可能改变世界奶制品供应格局,中国-澳大利亚新自由贸易协定、俄罗斯进口禁令取消等因素都影响未来奶制品市场。
猪肉:消费增速放缓供需趋于平稳
报告预计未来10年中国猪肉产量占肉类产量比重将从2014年的66.4%降至2024年的64.9%,年出栏500头以上规模养殖户将成为生猪养殖的主导,到2024年其出栏比重将会达到60%以上。
报告预测,未来10年猪肉消费量和人均占有量年均增速将保持在1.3%和0.8%。2015年猪肉总消费量和人均占有量预计分别较上年增长1.0%和0.4%,分别为5760万吨和41.87公斤/人/年。预计2024年猪肉总消费量和人均占有量将分别达到6510万吨和45.24公斤/人/年。其中,中国居民家庭人均猪肉消费量从2015年的20.19公斤增至2024年的22.00公斤,年均增1.0%,低于2012~2014年均4.2%的增速。城市和农村居民家庭人均猪肉消费量分别从2015年的16.32公斤和23.23公斤增至2024年的17.92公斤和24.30公斤 , 年均增速 分别为1.1% 和0.5%;未来10年加工猪肉消费量预计年均增速3.3%,从2015年的990万吨增至2024年的1340万吨。
报告认为,尽管2015年下半年生猪供需面将显著改善,猪价总体将呈现涨势,有可能会出现阶段性的供需偏紧,但鉴于消费处于稳定状态,整体价格涨幅不会太大,全年生猪养殖将处于小幅盈利水平。从长期来看,活猪和猪肉价格总体将震荡上行。未来10年生猪和猪肉价格将在震荡中上涨,受规模化水平提高的影响,波动幅度将会显著减缓。
国际贸易方面,猪肉仍将保持一定进口量,出口则稳步增加。展望前期,进口量不会出现大幅增加。短期来看,2015年猪肉进口量有望稳中有增,进口量将在59万吨左右。长期来看,受产能增速放缓影响,2019年以后猪肉进口量将保持在80万吨以上,2024年在100万吨左右,净进口量将由2014年的34万吨提高至2024年70万吨左右;出口方面,猪肉出口量将稳中有增。受俄罗斯开始重新从中国进口猪肉影响,未来猪肉出口量(含活猪折算猪肉出口量)将会继续增加,将保持在20万吨以上,2024年预计在30万吨左右。
禽肉:规模化生产发力市场保持供需平衡
报告预测,在经济发展进入新常态的大背景下,禽肉产业加快转型升级将是产业健康发展和适应以需求为导向新形势的重要保障。未来10年,中国禽肉生产和消费增速都将逐渐放缓,进口平稳,禽肉市场将继续保持供需平衡格局。
近年来,受生产成本高企、居民总体消费平淡等因素影响,中国禽肉产业进入调整期。产量连续两年出现下降,预计近期保持基本稳定,远期将恢复增长态势。考虑到近5年全产业快速发展,消费需求增长缓慢,未来生产继续快速扩张的可能性降低。土地、水、饲料资源短缺,生产成本高企也给产业扩张带来约束。报告认为,未来10年禽肉产量年均增速将下降为1.9%,比过去10年降低1.5个百分点。
未来10年,禽肉产业生产方式将加快转变,规模化、标准化、专业化和集约化程度显著提高。2013年,中国出栏2000只以上及1万只以上的肉鸡规模养殖比例分别达到85.6%和71.9%,超过100万只的大规模养殖快速发展,比例达到12%。未来,肉鸡养殖的规模化比重将进一步提高,将涌现出更多的肉鸡自养自宰一体化龙头企业。
高附加值的禽产品生产将会增加。随着居民生活水平不断提高,消费需求更加多元化,禽肉深加工业具有广阔的发展前景。可以预见,未来肉禽企业将更加注重品牌化发展,开发多种高附加值的深加工产品。
随着城乡居民收入水平提高和城镇化发展,禽肉消费将继续增加。长远看,新增城镇化人口和农村居民都是禽肉消费增加的主要潜力。从消费结构看,未来冰鲜禽和加工制品将会成为消费的主流产品。但受制于食物消费需求多元化,禽肉消费增速会受到制约,未来10年中国禽肉消费超过猪肉的可能性不大。总的看,未来10年禽肉消费稳步增加,2024年人均占有量有望达到14.6公斤,年均增长1.3%,比过去10年的年均增速下降1.6个百分点。
未来10年,中国禽肉贸易将继续平稳发展。目前中国禽肉贸易量仅为50万吨左右,占全球禽肉贸易量的比重不足5%。未来10年,预计中国的禽肉贸易将继续平稳发展,到2024年进口规模将保持在60万吨以内,出口有扩大的可能,特别是对中亚地区的出口量会小幅增加。
牛羊肉:消费继续增长供需总体偏紧
随着人们 生活水平 不断提高,中国牛羊肉消费人群和消费量均增加,消费整体处于稳步增长态势。但受饲养周期、生产成本、发展方式转型和疫病多发等因素影响,未来10年牛羊肉供给偏紧的趋势将继续存在。
未来,牛羊肉综合生产能力进一步提升,牛羊肉生产将稳步增长。在市场价格和国家扶持政策的拉动下,牛羊养殖规模化、标准化、产业化和组织化程度将大幅提高,预计2015年牛羊肉产量较2014年分别增 长3.1% 和3.7%;2020年牛羊肉产量分别为784万吨和509万吨;2024年牛肉产量达828万吨左右,年均增长1.9%;羊肉产量达548万吨左右,年均增长2.5%。
预计牛羊肉消费需求持续增长,增速放缓。考虑我国居民膳食结构、消费习惯、肉类价格等因素,预计未来中国牛羊肉消费继续增加,特别是少数民族地区消费呈刚性增长。预计2020年牛肉、羊肉消费量分别为823万吨和537万吨,2024年分别为877万吨和577万吨,比2014年分别增长22.3%和26.8%。
牛羊肉消费量虽有增加,但预计增速逐年放缓。随着消费结构升级,消费者选择多元化,预期牛羊肉消费增速将下降。预计未来10年中国牛羊肉消费量年均增长率分别为2.0%和2.4%,均低于过去10年。
中国牛羊肉供需矛盾依然存在。未来10年,考虑我国国内牛羊产业发展速度和国际市场供给能力,预计到2024年中国牛肉供需缺口在50万吨左右,羊肉供需缺口在30万吨左右。未来牛肉进口呈继续增加趋势,羊肉进口稳定。
报告指出,未来10年,牛羊肉仍将处于供给偏紧状态,受此影响,牛羊肉价格将高位运行,不排除有继续上涨的可能,但涨幅趋缓。另外,牛羊肉供需水平还受疫情、自然灾害、生态环境、政策等影响,国内阶段性、区域性供需不平衡。
禽蛋:产量增速放缓消费稳步增长
报告预测,未来10年,中国禽蛋生产将继续保持世界领先地位,产量稳步增加,增速有所放缓,禽蛋消费稳步增长,价格波动上涨,进出口贸易基本稳定;成本波动、政策变化、科技创新进程、风险规避手段等不确定性依旧存在。
过去30年,中国禽蛋生产得到了较快发展,产量年均增长率达6.5%。目前,中国是全球第一大禽蛋生产国,占世界禽蛋产量的40%左右。2014年全国禽蛋产量2894.0万吨,同比增长0.6%,为近5年来较低增速。据测算,2014年禽蛋总 消费量2880.0万吨,同比增长1.0%。由于国际蛋价上涨,2014年中国禽蛋出口快速增长,禽蛋出口量94582.7吨,同比增长1.4%;全年禽蛋贸易顺差达到1.89亿美元,同比增长7.8%。
未来10年,受益于家禽集约化、规模化发展,中国禽蛋产量将继续保持世界领先地位。但受环境保护、市场发展等因素制约,小规模养殖户加速退出,蛋鸡养殖规模结构进一步调整优化,禽蛋产量增速将放缓。预计2015年 , 禽蛋产量 同比增长0.9% ,到2024年达3210.6万吨,展望期内年均增速1.0%,相比过去10年年均增速略有放缓。
随着人口不断增长、居民收入水平提高以及城镇化步伐加快,禽蛋消费将继续保持稳步增长。2015年禽蛋总消费为2906.5万吨,同比增长0.9%,2024年为3195.8万吨,展望期内年均增速1.0%。其中,禽蛋加工消费515.7万吨,年均增速1.5%,显著高于总消费增速。人均消费量缓慢增长,城乡差距依旧明显。展望期内,城乡居民人均禽蛋消费量年均增长0.7%,增长缓慢,到2024年达到17.1公斤/人;其中,城镇居民年人均禽蛋消费量达到19.7公斤,农村居民人均禽蛋消费量达到12.5公斤,城乡间差距依旧明显。
禽蛋贸易 继续保持 顺差格局。出口量10万吨左右,出口市场仍以周边国家和地区为主。
报告指出,家禽生产资源环境、相关产业政策、科技水平、家禽饲养风险等不确定性因素可能影响禽蛋产业发展。
饲料:“饱和式增长”成为市场主基调
中国饲料工业已跨过快速增长期,进入成熟期,“饱和式增长”或将成为未来10年中国饲料市场的主基调。
饲料是人饲养的所有动物的食物总称,按营养成分可以分为配合饲料、浓缩饲料、添加剂预混合饲料等。饲料工业是支撑现代畜牧水产养殖业发展的基础产业,是关系到城乡居民动物性食品供应的民生产业。
未来,中国饲料产量将缓慢增长。预 计2015年为19835万吨,2020年增至21430万吨,2024年达22706万吨,展望期间年均增长率预计为1.5%,显著低于过去10年7.3%的年均增速。预计中国饲料工业总产量增长的主要来源是配合饲料,展望期末将达到19559万吨,约占饲料工业总产量的86.1%,年均增幅为1.7%。反刍动物饲料和水产饲料优势将突显,2024年产量预计将增长至1286万吨和2416万吨,年均增速分别为4.9% 和2.6% ,明显高于猪饲料、肉禽饲料和蛋禽饲料同期的发展速度。
中国饲料消费将稳步增长。2015年中国工业化饲料总使用量预计为19679万吨,较2014年增长1.3%,2020年将达到21094万吨,2024年总使用量预计将增至22905万吨,较基期增长19.7%。中国饲料总需求的年均增长率预计仅为1.7%,与过去10年6.6%的年均增长率形成鲜明对比。饲料转化率的提高以及畜牧饲养结构的变化,会在一定程度上节约饲料消耗;同时,随着经济增长速度的调整,中国工业化饲料结余量在展望期间总体呈上升态势。
中国饲料产品价格将温和上涨。未来10年,受资源约束、人工成本、物价水平等支撑上涨因素影响,中国饲料产品成本持续上涨可能性较大。预计2015年国内育肥猪、肉鸡和蛋鸡配合饲料的市场平均价格将分别达到每公斤3.27元、3.36元和3.09元;预计到2020年将分别达到每公斤3.50元、3.55元和3.28元,2024年将进一步上涨至每公斤3.60元、3.73元和3.43元,较基期涨幅分别为11.1%、12.0%和12.0%。
2.2024年中总结 篇二
关键词：2024铝合金,复合转化膜,氟锆酸钾,偏钒酸钠,耐蚀性能
0 前言
2024 铝合金具有良好的热处理强化效果,属高强合金,但其中的Cu Al2,Al2Cu Mg金属间化合物使之耐腐蚀性能在铝合金中较差,工业应用受到很大的限制[1]。由于Cr( Ⅵ) 具有毒性,传统铬酸盐转化处理已受到严格限制。又因2024 铝合金中含有铜金属间化合物,使之成为铝合金系列中无铬转化处理难度最大、进展最缓慢的品种。目前,2024 铝合金的无铬化学转化主要包括稀土金属盐转化、植酸转化、锆盐转化、钒盐转化等。采用Ce Cl3和H2O2可以在2024 铝合金表面制得耐蚀性较好的铈盐转化膜,但因H2O2不稳定,无法实现工业应用[2]。目前H2O2稳定性的问题一直没有得到有效解决。植酸在弱酸性条件下可在2024 铝合金表面制备有机转化膜,但存在耐蚀性能一般和转化反应时间较长的缺点[3]。采用氟锆酸和硝酸盐[4]、偏钒酸盐[5]分别在2024 铝合金表面制备了锆盐和钒盐无定形结构转化膜,但都存在裂纹及裂纹宽度较大、使铝基体裸露、易发生腐蚀的缺点。铝合金表面锆盐和钒盐无定形结构转化膜本身具有良好的耐蚀性能,如何使膜上的裂纹宽度变小乃至消失,是提高此类转化膜耐蚀性能的关键因素之一。为此,本工作在2024铝合金表面制备了致密、无裂纹的钒盐/锆盐复合转化膜,以解决2024 铝合金表面单独钒盐或锆盐转化膜存在裂纹而导致其耐蚀性能不佳的问题,提高2024 铝合金的耐蚀性能。
1 试验
1. 1 基材前处理
基材为2024 -T3 铝合金片,尺寸为15. 0 mm × 35. 0mm × 1. 5 mm,成分( 质量分数,% ) : Cu 4. 4,Mn 0. 6,Mg 1. 5,Al 93. 5。预处理: 脱脂( Turco 4215 NC LT碱性清洗剂,65 ~ 70 ℃,5 ~ 7 min) →水洗→碱洗[5% Na OH( 质量分数) ,65 ~ 70 ℃,5 ~ 7 min]→水洗→脱氧/出光( Smut Go NC脱氧/出光剂,常温,5 min) →水洗。
1. 2 钒锆复合转化膜的制备
转化液组成: 0 ~ 5. 0 g /L氟锆酸钾( K2Zr F6) ,0. 5 ~ 5. 5 g / L偏钒酸钠( Na VO3) 。工艺条件: p H值为2. 4 ~ 3. 6,温度45 ~ 70 ℃ ,时间5 ~ 40 min。
所有试样均于室内常温下放置老化24 h后再进行性能测试。通过单因素试验,优选转化液的成分及工艺条件。
1. 3 复合膜的性能测试
( 1) 外观通过目视和BM -4XC型金相显微镜观察复合膜的外观颜色、连续性及均匀性。
( 2) 微观形貌、结构及成分采用JSM -LV型扫描电镜( SEM) 和INCA型能谱仪( EDS) 分析转化膜形貌、结构及成分。
( 3) 中性盐雾腐蚀采用SY/Q -750 中性盐雾测试仪参照ASTMB117 进行: 腐蚀介质为5% ( 质量分数) Na Cl溶液,p H值6. 5 ~ 7. 2; 温度35 ℃,相对湿度100% ; 试片与垂直方向成15° ~ 30°,时间为0 ~ 96 h。
( 4) 极化曲线采用PARSTAT2273 型电化学工作站进行测试: 参比电极为饱和甘汞电极( SCE) ,辅助电极为铂电极( Pt) ,工作电极为复合膜试样,暴露于电解质溶液中的面积为1 cm2,测试介质为3. 5% ( 质量分数) Na Cl溶液,扫描速度为1 m V/s,扫描范围为相对开路电位- 0. 50 ~ 0. 25 V。
( 5) 膜附着力采用百格法测试复合膜与铝合金基体的结合力: 用百格刀在试样表面划81 个尺寸为1 mm × 1 mm网格,每条划线深及膜底; 用3M600 号胶带牢牢粘住,用手抓住胶带一端,沿垂直方向迅速扯下,同一位置测试2 次。根据网格中膜层的撕落情况评价复合膜的附着力。
( 6) 膜漆结合力在复合膜试样表面喷涂硝基漆,漆膜厚136 μm,室温下自然晾干。采用GB 9286 - 88法划格,用划格刀在漆膜上划64 个2 mm × 2 mm网格,使其恰好穿透至底材; 用强力胶布粘贴后用力揭起,重复3 ~ 5 次,观察方格内漆膜层的脱落情况。
2 结果与讨论
2. 1 转化液组分对复合膜耐蚀性能的影响
复合转化膜的形成过程: 铝合金表面的氧化物首先在酸性或F-刻蚀作用下发生溶解,使铝合金基体暴露而诱导转化成膜反应进行; 在转化反应过程中,由于铝合金溶解释放氢气,其表面的p H值升高,在此形成Al2O3,Zr O2,Al OF·3Zr OF2,V2O5·H2O共沉淀成膜;当膜层长到一定厚度时,转化液便不能很好地与铝合金表面接触,铝合金的溶解和传质过程受到阻碍而停止,成膜过程结束,在铝合金表面形成具有一定耐蚀性的转化膜。
化学反应过程方程式如下[6，7]:
( 1) K2Zr F6在p H值为3. 0,温度为65 ℃,反应20 min和2. 5 g / L Na VO3条件下,K2Zr F6浓度对复合膜耐蚀性能的影响见图1。由图1 可知: 随着K2Zr F6浓度的增大,复合膜的耐蚀性先增强后减弱; 当K2Zr F6浓度达到2. 0 g /L左右时,复合膜的耐蚀性能最好,中性盐雾腐蚀96 h,腐蚀面积低于总面积的3% ; K2Zr F6浓度小于2. 0 g /L时,由于转化液中锆的有效成膜物质浓度较低,成膜不均匀,耐蚀性能不理想; K2Zr F6浓度高于2. 0 g /L时,由于Zr F62-产生的F-具有刻蚀作用,使平衡向不利于转化膜形成的方向移动,影响了复合膜的形成,复合膜的耐蚀性能下降,这与试验过程中K2Zr F6浓度较高时铝合金表面产生许多气泡的现象相一致。
( 2) Na VO32. 0 g / L K2Zr O6,其他条件同上,Na VO3浓度对复合膜耐蚀性能的影响见图2。
由图2 可知: 随着Na VO3浓度的增大,复合膜的耐蚀性能增强,当增大到一定程度时,膜的耐蚀性能不再提高; Na VO3浓度为2. 5 g /L左右时,转化膜耐蚀性能最好,中性盐雾腐蚀96 h后,腐蚀面积低于总面积的3% ; Na VO3浓度低于2. 5 g /L时,转化液中钒的有效成膜物质浓度较低,膜层中形成的水合钒氧化物较少,成膜较薄且不均匀,耐蚀性能不佳; 当Na VO3浓度大于2. 5 g / L时,溶液产生钒氧化物浑浊沉淀,钒的有效浓度没有增加,而浑浊沉淀还对转化反应不利,使得转化膜的耐蚀性能不再提高,甚至略有下降。
2. 2 转化条件对复合膜耐蚀性能的影响
( 1) p H值2. 0 g /L K2Zr F6,2. 5 g /L Na VO3,其他条件同上,p H值对复合膜耐蚀性能的影响见图3。由图3 可知: 转化液p H值为3. 0 左右时,复合膜的耐蚀性能最佳; p H值低于或者高于3. 0 越多,复合膜的耐蚀性能越差。这是因为: p H值小于3. 0 时,p H值降低,转化液对铝合金基体的刻蚀强度增加,铝合金的溶解作用增强,使平衡向不利于转化膜形成的方向移动;酸性条件下,Na VO3以多聚钒酸根离子的形式存在,当p H值小于2. 0 时,多钒酸根离子遭到破坏,生成V2O5沉淀析出,转化液有效成膜物质浓度降低,且形成的膜层结构疏松、呈粉末状,使复合膜的耐蚀性能大幅降低[8]; 当转化液p H值高于3. 0 时,随着p H值的升高,转化液对铝合金基体的溶解作用降低,转化反应不完全或难以进行,成膜效果不佳,且转化膜的厚度逐渐变薄,以至于没有转化膜形成,铝合金表面颜色由白色逐渐变成无色。
( 2) 反应温度p H值为3. 0,其他条件同上,反应温度对复合膜耐蚀性能的影响见图4。
由图4 可知: 反应温度为65 ℃ 左右时,复合膜的耐蚀性能最好; 反应温度过高或过低,复合膜的耐蚀性能均下降。因为温度一方面影响转化成膜反应速率,另一方面又影响铝合金表面的溶解反应。当温度低于65 ℃ 时,温度越低,成膜反应速率越慢,转化膜越不完整且厚度越薄,尤其在常温时,铝合金表面几乎无膜生成,耐蚀性能差; 当温度高于65 ℃ 时,铝合金的溶解速率加快,使平衡向不利于转化膜形成的方向移动,导致成膜效果不佳,同时反应过程中产生的气体越多且越易吸附在金属表面,对膜的形成不利。
( 3) 转化时间在以上优选条件下,转化时间对复合膜耐蚀性能的影响见图5。由图5 可知: 当转化时间为20 min左右时,复合膜的耐蚀性能最好; 转化时间过长或过短,复合膜的耐蚀性能均不佳。转化膜的形成需要一定的时间,反应过程中2024 铝合金溶解释放的Cu2 +在其表面形成了黑色氧化铜,不仅影响转化膜的形成[4],还使得转化膜的耐蚀性能大幅降低。转化时间越长,铝合金基体释放的Cu2 +越多,氧化铜沉积在膜层中的含量越高,转化膜的耐蚀性能就越差。这与反应时间大于20 min时,随着反应时间增加,成膜颜色不均匀程度和发黑面积增加的试验现象相符。
2. 3 最优钒锆复合膜的性能
在上述优选条件下进行转化成膜。
( 1) 外观2024 铝合金转化处理后表面膜层为白色,复合膜较均匀、致密,无光泽。
( 2) 中性盐雾腐蚀未经转化处理的铝合金盐雾腐蚀2 h后,表面发生大量点蚀; 经过转化处理后,转化膜盐雾腐蚀24 h后,表面无腐蚀现象发生,48 h后,仅出现几个点蚀点,96 h后,腐蚀面积小于总面积的3% ,可见转化处理能显著提高铝合金的耐蚀性能。
( 3) 微观形貌、结构及成分图6 为复合膜的SEM形貌和EDS谱,表1 为EDS分析结果。由图6a可知,2024 铝合金表面形成的钒锆转化膜为致密的无定形结构,没有裂纹,说明钒锆复合膜能够克服单独钒、锆无定形结构转化膜存在裂纹的缺点,使2024 铝合金的抗蚀能力大幅增强。2024 铝合金中金属间化合物Cu Al2和Al2Cu Mg的存在对转化膜的形成影响非常大,表1显示: 转化膜由O,F,Mg,Al,Zr,V,Cu等元素组成; 转化膜表面不同部位的含铜量不同,点1 代表转化膜微面积区,点2 代表转化膜的凸起点,点3 代表转化膜的微孔含金属间化合物处,其中点3 处Cu元素含量最高,达到14. 04% 。可见,金属间化合物的存在不仅使铝合金的耐蚀性能明显下降,而且其本身也严重阻碍了转化膜的形成。
%
( 4) 极化曲线图7 为2024 铝合金转化处理前后在3. 5% Na Cl溶液中的极化曲线。图7 显示: 2024 铝合金预处理后的腐蚀电位为- 0. 485 V,转化处理后的为- 0. 399 V,正移了约86 m V; 2024 铝合金预处理后的腐蚀电流密度为5. 52 × 10- 6A / cm2,转化处理后的为1. 18 × 10- 6A / cm2,约为转化处理前的1 /5。由此可知,2024 铝合金经最佳条件转化处理后,耐蚀性能显著提高。
( 5) 膜附着力百格法测试结果显示: 钒锆复合膜中间网格中的膜层无脱落发生,表明复合膜与铝合金基体结合力较强。
( 6) 膜漆结合力划格法测试结果显示,网格中的漆膜无脱落,表明漆膜与钒锆复合膜之间的结合力较强。
3 结论
( 1) 2024 铝合金表面钒锆复合转化的最佳条件为2. 0 g / L K2Zr F6,2. 5 g /L Na VO3,p H值为3. 0,温度65℃ ,反应20 min。
( 2) 最佳条件下形成的复合膜表面形成由O,F,Mg,Al,Zr,V,Cu等元素组成,膜层均匀、致密,呈白色,无光泽,克服了单独钒、锆无定形结构转化膜存在裂纹的缺点; 复合膜腐蚀电位较基体正移386 m V,腐蚀电流密度减小为基体的1 /3,耐蚀性能明显提高。
3.2024年中总结 篇三
纯铝表面自组装技术的研究表明膦酸分子与铝结合可以形成稳定单分子膜[9,10,11], 膦酸在铝合金表面的自组装也有研究[12,13,14], 然而铝合金含有多种合金元素, 表面结构复杂, 故研究不同微区表面缓蚀分子的吸附行为具有重要意义, 可为优化铝合金表面缓蚀自组装体系提供理论支持。
本实验在2024合金微区成分分析的基础上通过粉末冶金法制备了模拟AlCuMg偏析相以及模拟基体合金, 并对模拟合金以及2024合金同时进行十四烷基膦酸自组装, 通过动电位扫描、EIS、OCP、电偶电流测试等电化学测试手段和SEM腐蚀形貌观察研究了不同微区合金表面膜的吸附及缓蚀行为, 通过与2024合金表面的实际微区吸附信息对比, 探讨了合金表面缓蚀膜微区分布的影响机制。
1 实验
1.1 实验材料与试剂
2024合金的组成为Al基, Cu 3.8%~4.9%, Mg1.2%~1.8%, Mn 0.3%~0.9%, Fe 0.5%, Si 0.5%, 其它0.5% (质量分数) 。参考文献[12]中2024合金的微观分析结果, 经过粉末冶金方法冶炼得到模拟基体合金 (Cu4.2%, Mg 1.0% (质量分数) , 铝余量) 和模拟AlCuMg偏析相合金 (Al 45%, Cu 42%, Mg 13% (质量分数) ) 。实验中所有试剂均为分析纯化学试剂。十四烷基膦酸 (TDPA, Alfa Aesar, 纯度为98%) 溶于无水乙醇和水 (体积比为3∶2) 的混合溶液中配制成浓度为5 mmol/L的十四烷基膦酸组装液。0.1mol/L Na2SO4+0.004mol/L NaCl混合溶液用于电化学测试和腐蚀形貌测试。
1.2 自组装膜的制备
合金样品用砂纸从500目到1200目逐级打磨, 无水乙醇超声清洗, 冷风吹干后立即浸入TDPA溶液中自组装4h, 取出后用无水乙醇清洗以除去表面物理吸附的TDPA分子, 冷风吹干后用于测试。
1.3 电化学测试
电化学测试在CS-310型电化学工作站 (武汉科斯特仪器公司) 上完成, 用于检测铝合金和模拟合金的整体腐蚀行为, 采用三电极体系, 铂电极为辅助电极, 饱和甘汞电极 (SCE) 为参比电极, 动电位扫描速度为1mV/s。
1.4 SEM测试
空白样品和组装样品浸泡在0.1mol/L Na2SO4+0.004mol/L NaCl混合溶液中12h, 然后取出超声2min除去表面的腐蚀产物, 吹干后采用扫描电子显微镜 (SEM, JSM-6700F, 日本JEOL公司) 观察表面形貌。
2 结果与讨论
2.1 开路电位测试
监测2024合金和模拟合金自组装前后在0.1 mol/L Na2SO4+0.004mol/L NaCl溶液中的开路电位, 结果见图1。2024合金电位最正, 其次为模拟基体合金, 模拟富铜偏析相合金电位远远负于前两种合金, 与文献[15]中AlCuMg偏析相为阳极相的结论一致。而模拟基体合金电位比2024合金略负, 说明在模拟基体合金中没有添加而在2024合金中存在的Fe、Mn等合金元素提高了2024合金的整体电位。从图1中曲线可见, 电位达到稳定值后, 修饰样品的电位值均高于空白样, 说明膦酸自组装膜在3种合金表面均可吸附, 并可降低其腐蚀活性。
2.2 动电位极化测试
图2显示了空白试样以及组装试样的极化曲线。极化曲线拟合得到的电化学参数见表1。由图2可见, 3种空白合金试样中, 模拟偏析相的腐蚀电流最大。这是由于偏析相合金中铜元素和镁元素含量高, 氧化膜不致密, 故更容易遭受腐蚀, 而2024合金与基体合金的腐蚀电流差别不是很大。对于吸附有膦酸膜的3种合金, 组装后电流均有一定程度的减小, 说明膦酸在3种合金表面均能吸附, 起到一定程度的缓蚀作用。模拟基体合金表面自组装后腐蚀电流降低至最小, 虽然通过比较发现富铜偏析相表面缓蚀效率最高, 但偏析相表面电流在3种合金中仍然为最大。这说明基体表面容易形成致密且缓蚀效果好的缓蚀膜, 而富铜偏析相表面覆盖缓蚀膜后其活性仍然远高于基体。
2.3 电偶电流测试
图3为模拟基体和模拟偏析相偶接后在0.1 mol/L Na2SO4+0.004mol/L NaCl溶液中的电偶电流与时间的关系曲线。空白偏析相与空白基体以及组装基体之间的初始电位差都很大, 因此在实验初期, 电偶电流较大, 之后慢慢达到稳定。单独组装偏析相以及单独组装基体都可以降低电偶电流, 然而只组装偏析相电流下降更为显著, 若基体和偏析相都组装, 电偶电流最小。这表明对于铝合金, 基体表面和偏析相表面都得到缓蚀膜的覆盖和保护比较重要, 而偏析相表面获得组装保护显得特别重要, 因为偏析相是2024合金表面氧化膜的薄弱点以及电偶阳极区, 对其进行覆盖和保护有利于抑制侵蚀性离子对偏析相的优先进攻从而抑制局部腐蚀破坏。
2.4 腐蚀形貌观察
图4为2024合金、模拟基体和模拟偏析相组装前后在0.1mol/L Na2SO4+0.004mol/L NaCl溶液中腐蚀12h后测得的SEM图。对比图4 (a) 和 (b) , 组装烷基膦酸的2024表面的腐蚀坑较空白2024少, 说明空白合金表面富铜相发生点蚀, 组装后富铜相部分被覆盖, 孔蚀程度减小。未组装模拟基体合金中试样表面受到侵蚀 (图4 (c) ) , 大部分偏析部位裸露出来, 而组装后由于受到保护表面被侵蚀程度大大减小 (图4 (d) ) 。对于偏析相合金, 空白及组装试样的腐蚀程度都较前面两种合金严重, 大量腐蚀产物黏附于表面, 组装试样 (图4 (f) ) 相比空白样品 (图4 (e) ) 腐蚀受到一定程度抑制。
3 结论
2024铝合金、模拟基体、模拟偏析相自组装后, 电位均正移, 腐蚀电流均减小, 说明其表面均可形成膦酸吸附膜。比较而言, 空白模拟偏析相腐蚀最为严重, 组装后腐蚀电流仍然为最大。