????????中國近年來在石化、化工、建材、鋼鐵、有色、造紙、電力和航空等八大高碳排放行業實施了碳減排措施。這八大行業排放的碳排放量占到全國總量的50%以上。通過提升能效、節能降耗、更新產品設備等舉措，中國在過去十年中成功降低了4%的能耗強度，以年均3%的能源消費增速推動了2%的經濟增長，這相當于節省了14億噸標準煤，并減少了近30億噸二氧化碳排放。
????????據資料顯示，金屬制品的過早失效破壞中，約有70%的案例歸因于腐蝕和磨損。這類問題給國民經濟帶來了巨大的損失。在金屬及其合金的使用過程中，會面臨多種環境因素的侵蝕，如氣體、水以及某些化學介質的腐蝕作用，或是相互間的摩擦磨損，亦或是高溫導致的氧化，甚至是接觸到高溫金屬熔體或其他熔體的侵蝕。這些因素都會導致金屬工件表面出現破壞或失效。因此，深入研究和開發金屬制品的表面保護及強化技術顯得尤為重要。這不僅有助于延長金屬制品的使用壽命和提高可靠性，還能提升機械設備的性能和質量，增強產品的市場競爭力。同時，這也對推動高技術和新技術的發展，以及節約材料和能源等方面具有深遠的影響。在低碳發展模式下，前處理技術的進步不僅需要滿足低能耗、低排放、低污染的要求，提升能源利用效率并建立清潔生產機制，還要致力于新技術的研發與應用。
傳統化學轉化膜技術
鉻酸鹽轉化膜技術????在工業領域，化學轉化處理法因其設備操作簡便、成本低廉以及成膜迅速、節能環保等特點，被廣泛地應用于金屬制品的表面處理。其中，鉻酸鹽轉化膜技術和磷酸鹽轉化膜技術是當前主流的傳統化學轉化技術。鉻酸鹽轉化膜技術以其獨特的成膜過程著稱，該過程大致可分為三步：首先，金屬表面被氧化并形成離子進入溶液，同時釋放出氫氣；隨后，氫氣將部分六價鉻還原為三價鉻，由于表面H+的消耗導致局部pH值上升，進而使三價鉻以氫氧化鉻膠體的形式在金屬表面沉積；最后，這些氫氧化鉻膠體在沉積過程中會吸附部分六價鉻，從而形成具有特定組成的鉻酸鹽膜。這種膜層展現出優良的耐蝕性，但遺憾的是，轉化液中含有的劇毒致癌物質Cr6+，在生產過程中及廢水排放時都會對環境和人體造成嚴重危害。因此，歐盟在2003年發布了ROHS指令，明確禁止使用含六價鉻的物質。近年來，隨著環保意識的日益增強和含鉻產品的嚴格限制，傳統的有毒鉻酸鹽鈍化技術正面臨前所未有的挑戰。磷酸鹽轉化膜技術????????除了鉻酸鹽轉化膜技術，磷化技術也被廣泛應用于金屬表面處理領域。在含有磷酸鹽的溶液中處理金屬，會形成金屬磷酸鹽化學轉化膜，這個過程被稱為磷化，而所形成的金屬磷酸鹽轉化膜則被稱為磷化膜。盡管磷酸鹽轉化膜技術在工藝上不斷進行改良與優化，但仍然無法從根本上解決磷化過程中產生的大量磷酸鹽問題。這導致在生產過程中會產生大量的含磷廢水。這些廢水需要大量的處理費用，且如果處理不達標或未經處理直接排放，會導致水體的“富營養化”，使水質惡化，對水生生物和人體健康構成威脅。????????此外，磷化過程中還會產生磷化渣，這些廢渣直接排放到環境中不僅占用土地資源，還可能對土壤和環境造成危害。根據相關法規，磷化渣被列為危險廢物，必須由專業機構進行回收處理，但這一過程費用高昂。同時，磷化中使用的亞硝酸鹽作為促進劑，雖然能有效促進磷化反應，但亞硝酸鹽本身有毒，且在酸性條件下可能產生致癌物亞硝胺類物質，對人們的健康構成潛在威脅。????????因此，傳統磷酸鹽轉化膜技術正面臨著來自環保、健康、低碳和經濟等多方面的挑戰。為了應對這些挑戰，我們必須尋求其他新型成膜技術。這些技術應具備以下特點：首先，從源頭上采用環保原材料；其次，在使用過程中能夠實現低能耗或無能耗，符合低碳環保要求；最后，在末端治理上能夠減少廢水、廢渣的排放，且排放物易于處理。新型鋯基轉化膜技術????????鋯基化學轉化膜，因其經濟環保的特性，正逐漸成為金屬表面處理領域的佼佼者。特別是在汽車涂裝領域，它的應用已相當廣泛。這種轉化膜以氟鋯酸為核心成分，能在金屬表面形成一層致密的納米級陶瓷轉化膜。該轉化膜由無定形氧化鋯構成，不僅結構緊密、阻隔性強，還能與金屬表面及后續的有機涂層緊密結合，顯著提升金屬涂層的耐腐蝕性。????????鋯基化學轉化膜技術，也被人們稱為陶化工藝、鋯鹽鈍化工藝或納米陶瓷工藝。它通過在材料表面沉積鋯/鈦等金屬氧化物，來打造類似陶瓷的金屬氧化物涂層。近年來，這項技術發展迅猛，有望成為傳統高污染磷化鈍化和鉻酸鹽鈍化的替代品。其應用范圍廣泛，能靈活處理鋅、鐵、鋁及其合金等多種材質，且無需大規模改造現有涂裝工藝和設備。????????在鋯基化學轉化膜的成膜過程中，精確控制溶液中各物質的形態分布至關重要，以確保化學反應能夠持續且穩定地進行。這一過程涉及多種化學平衡，如電離平衡、配合平衡、水解平衡和溶解平衡等，它們共同影響著成膜的質量和性能。此外，成膜過程中的時間、溫度、攪拌速率以及促進劑的選擇等因素，也會對膜的重量和性質產生直接影響。
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