摘 要 ：在钢筋表面制备一层耐腐蚀复合材料，比如304/316L不锈钢，耐腐蚀涂层，在不破坏碳钢较高的强度和延展性能同时，使其具备优异的耐腐蚀性能。而电化学镀制备工艺在制备钢筋包覆层的同时，能有效解决大批量制备，非平面制备困难以及厚度不均匀等问题。针对目前化学镀耐腐蚀涂层的制备工艺，提出电化学镀在钢筋表面制备防腐蚀涂层研究进展及其制备思路。
关键字： 电化学镀；304/316L；涂层；耐腐蚀
1.研究背景与意义
腐蚀性离子与钢筋表面接触导致钢筋表面失效进而导致钢筋混凝土性能，结构恶化的重要原因之一[1]。改善钢筋表面性能能有效提升钢筋混凝土耐久性，也是提高钢筋耐腐蚀性能有效办法[2]。在国外，针对钢筋混凝土严苛的高腐蚀服役环境，重要的支撑构建以及使用在高浓度离子腐蚀环境的钢筋混凝土使用防腐蚀效果显著304/316L不锈钢钢筋。目前国内没有特别的相关规范对耐腐蚀环境的钢筋混凝土提出明确规定。同时，不锈钢价格高，会增加工程建设的成本，而且在不锈钢服役期间，不锈钢表面被腐蚀后，混凝土也会被破坏，会导致不锈钢材料的浪费。目前，关于钢筋耐腐蚀性能的研究报道还较少见。但是在表面技术领域已经针对材料的耐腐蚀做了大量的工作。在实际工程中，钢筋表面抗蚀性能的提升能有效增强钢筋混凝土结构的安全性及使用寿命。
2.研究现状
钢筋混凝土结构钢筋锈蚀的主要因素有离子侵蚀（如氯离子）、气候条件（如风化）、混凝土碳化、制备工艺及成分等。但目前对钢筋材料的改性对其防腐蚀研究很少，工程中也主要采用的手段都是增加钢筋保护层的厚度以及减少或闭塞毛细管通道来抵御腐蚀性介质对钢筋表面的腐蚀。
钢筋改性研究少的原因，（1）钢筋在混凝土中使用比例不如水泥，粗骨料细骨料。相对项目经费中拨款使用数额不多。（2）常规就混凝土工程中，由于其使用设计的年限不大和工程的环境并不恶劣，导致钢筋的材质在工程中要求都不太高，往往是低碳钢。（3）由于使用的钢筋本身材质不好，表面粗糙不均匀，表面改性难度极大。（4）表面改性技术花费巨大，普通的基础项目无法承担，而且在一般混凝土工程中使用寿命年限中，表面改性钢筋反而是对材料的极大浪费。
采用电化学镀可以完好的解决这个问题，由于钢筋表面形状较为复杂（为了增加与混凝土的接触面积），一些先进的激光熔覆技术难以大面积制备出优异的涂层，以此来保护基体材料。纵观众多材料发展的历史，通过表面改性工艺提高钢筋表面性能比发展整体耐腐蚀钢筋材料（如低铬钢）更具经济型和可行性。近年来，研究工作者希望采用化学镀的方法在钢材表面制备相关耐腐蚀镀层，用于改良低碳钢耐腐蚀性能，增加其服役寿命[3-5]。
游东宏等[6]采用化学镀的方法在钕铁硼永磁体表面镀镍钨磷三元合金镀层,再利用正置金相显微镜、线性极化曲线法与电化学阻抗技术研究镍钨磷三元合金镀层形貌和耐蚀性.实验结果表明: 镍钨磷三元合金镀层能够在不同氯离子浓度的腐蚀环境下表现出良好的耐腐蚀性能。
钱超等[7]在907钢化学镀制备了镍钼硼合金镀层,并采用正交试验优选了该化学镀液中各物质的浓度。采用扫描电镜观察合金镀层形貌;表征了镍钼硼镀层在模拟海水冲刷腐蚀环境下的抗冲刷腐蚀特性。结果表明: 镍钼硼镀层具有良好的耐腐蚀性能、抗冲刷性能。
王婷等[8]采用化学镀技术在304不锈钢表面制备镍磷镀层,通过腐蚀实验及金相观察镀层，并表征测试了镍磷镀层的硬度和耐蚀性能及其微观形貌。结果表明:304不锈钢基体获得厚度均匀、耐腐蚀性能好的镍磷镀层。
化学镀作为一种便捷，高效的表材料面处理技术[9-11]，被广泛使用于材料保护领域。化学镀使用范围很广，对基材要求低，甚至能在木材等[12]材料上进行电镀。其制备的高性能镀金层均匀、致密，且能够有效改善钢筋，木材等使用于土木工程领域材料表面性能进而提高结构的稳定性。
3. 研究方案及路线
我们都知道，整体低铬钢的钢筋在使用过程中是被浪费的，在钢筋混凝土被腐蚀的过程中我们可以发现只要钢筋表面腐蚀到一定程度，钢筋与混凝土的黏附就会失效，进而会导致混凝土剥落和钢筋裸露，进而导致整个材料的力学性能下降以至于失效破坏。
而如果我们在钢筋表面通过电化学镀将铬元素通过电解质池将铬元素均匀且致密的电镀到钢筋表面，腐蚀性介质通过毛细管道到达混凝土钢筋表面时，它将于钢筋表面的镀层发生反应，而不是与钢筋发生反应生成铁锈。这可以将同一定量铬元素对钢筋的抗腐蚀性能的提高使用到极致。
主要技术路线
（1）确定工艺参数，制作化学镀装置，将有镀液以及要镀到钢筋表面的材料粉末（铝，钼，镍，铬等要镀的合金粉末）倒入到镀池中去，让其稀释到充分均匀。
（2）将钢筋放入到镀液中去，根据混凝土钢筋使用状况的要求，镀一定厚度的镀层，并在这一过程中持续不断的将镀层原材料粉末注入到镀液中去，保证其离子的浓度能达到镀层厚度的要求。
（3）将镀好的钢筋待其在空气中完全凝固后，运到施工工地交付使用。
参考文献
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