專利名稱：一種對(duì)HSn70－1黃銅進(jìn)行表面防腐蝕處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)金屬表面進(jìn)行防腐蝕處理的方法，更具體地說(shuō)是涉及一種對(duì)HSn70-1黃銅進(jìn)行表面處理形成單分子阻蝕膜的方法。
背景技術(shù)：
金屬腐蝕是金屬在環(huán)境中的腐蝕介質(zhì)發(fā)生作用而使金屬成為氧化狀態(tài)的熱力學(xué)自發(fā)過(guò)程。據(jù)報(bào)道每年由于金屬腐蝕而造成的經(jīng)濟(jì)損失占國(guó)民生產(chǎn)總值的1.5～2.4％。為了減緩金屬腐蝕或防止金屬腐蝕，采用涂層保護(hù)的方法是防腐蝕方法中應(yīng)用最廣泛也是最有效的措施。將特定的緩蝕劑，如緩蝕劑分子自組裝在金屬表面上形成致密、有序的單分子膜可以阻擋環(huán)境介質(zhì)對(duì)基底金屬的侵蝕，保護(hù)基底金屬免遭腐蝕?？蒲腥藛T一直在研究和尋找一種對(duì)HSn70-1黃銅進(jìn)行表面處理形成單分子阻蝕膜的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種在HSn70-1黃銅表面形成一層防止腐蝕的自組裝單分子阻蝕膜的表面處理工藝方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案一種對(duì)HSn70-1黃銅進(jìn)行表面防腐蝕處理的方法，包括下列步驟a.HSn70-1黃銅表面處理對(duì)HSn70-1黃銅進(jìn)行0#～6#逐級(jí)打磨拋光、無(wú)水乙醇除油、去離子水洗凈備用；b.配制緩蝕劑配制濃度為10-2mol/L的植酸溶液，pH值為1.76～1.78；
c.形成單分子阻蝕膜將經(jīng)過(guò)表面處理的HSn70-1黃銅浸漬于所述植酸溶液緩蝕劑中，浸漬溫度為20～30℃，浸漬時(shí)間為0.5～2小時(shí)，最終在HSn70-1黃銅表面通過(guò)吸附形成一層植酸自組裝單分子阻蝕膜。
發(fā)明的有益效果，本發(fā)明采用植酸作為緩蝕劑，其分子結(jié)構(gòu)中有能同金屬配合的24個(gè)氧原子、12個(gè)羥基和6個(gè)磷酸基；6個(gè)磷酸基只有1個(gè)處于a位，其他5個(gè)均在e位上，其中有4個(gè)磷酸基處于同一平面上，所以植酸易溶于水，表現(xiàn)較強(qiáng)的酸性。植酸是一種少見(jiàn)的金屬螯合劑，在水溶液中易發(fā)生電離出氫離子，電離后帶負(fù)電荷，當(dāng)金屬與其接觸時(shí)，金屬易失去電子而帶正荷。又由于植酸分子具有6個(gè)磷酸基，每個(gè)磷酸基中的氧原子都可以作為配位原子和金屬離子進(jìn)行螯合，故其極易與金屬表面呈正電性的金屬離子結(jié)合，在金屬表面發(fā)生化學(xué)吸附，用金屬結(jié)合形成很穩(wěn)定的絡(luò)合物。植酸分子通過(guò)-P＝0磷酸基在白銅表面形成一層致密的單分子保護(hù)膜，它能有效地阻止O2等進(jìn)入金屬表面，從而減緩了黃銅的腐蝕。植酸由于具有獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)，而且具有天然毒特性，可以被用來(lái)作為緩蝕劑。植酸最有使用價(jià)值的是其特殊功能，它與Fe3+、Cu2+、Ni2+、Zn2+等金屬離子有著特別強(qiáng)的螯合能力，形成螯合物附著在金屬表面阻步金屬的腐蝕。本發(fā)明在組裝植酸單分子膜后HSn70-1黃銅的腐蝕電位正移，自組裝膜的形成抑制了HSn70-1黃銅腐蝕的陽(yáng)極反應(yīng)，增大了其陽(yáng)極極化，達(dá)到了對(duì)HSn70-1黃銅進(jìn)行表面防腐處理的目的。


圖1為HSn70-1黃銅電極在10-2mol/L、pH＝1.78的植酸自組裝液中組裝的時(shí)間電位曲線圖；圖2a為HSn70-1黃銅電極在10-2mol/L、pH＝1.78的植酸自組裝液中組裝不同時(shí)間后在3％NaCl溶液中的Nyquist圖；圖2b為HSn70-1黃銅電極在10-2mol/L、pH＝1.78的植酸自組裝液中組裝不同時(shí)間后在3％NaCl溶液中的Bode圖；圖3為HSn70-1黃銅電極在10-2mol/L、pH＝1.78的植酸自組裝液中組裝不同時(shí)間后在3％NaCl溶液中的極化曲線圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述，一種對(duì)HSn70-1黃銅進(jìn)行表面防腐蝕處理的方法，包括下列步驟a.HSn70-1黃銅表面處理對(duì)HSn70-1黃銅進(jìn)行0#～6#逐級(jí)打磨拋光、無(wú)水乙醇除油、去離子水洗凈備用；b.配制緩蝕劑配制濃度為10-2mol/L的植酸溶液，pH值為1.76～1.78；c.形成單分子阻蝕膜將經(jīng)過(guò)表面處理的HSn70-1黃銅浸漬于所述植酸溶液緩蝕劑中，浸漬溫度為20～30℃，浸漬時(shí)間為0.5～2小時(shí)，最終在HSn70-1黃銅表面通過(guò)吸附形成一層植酸自組裝單分子阻蝕膜。
實(shí)施例1(1)將HSn70-1黃銅先經(jīng)0#～6#逐級(jí)打磨拋光、去離子水清洗、無(wú)水乙醇除油、去離子水洗凈后，備用；(2)配制自組裝液分析純的植酸即肌醇六磷酸酯，分子式為C6H18O24P6，pH值為1.78，所配制的植酸溶液的濃度為10-2mol/L；(3)將上述HSn70-1黃銅浸漬于上述的緩蝕劑植酸溶液中，浸漬溫度為25℃，浸漬時(shí)間為6小時(shí)，最終在HSn70-1黃銅表面吸附有一層植酸自組裝單分子阻蝕膜。
接下來(lái)將Sn70-1黃銅作為電極進(jìn)行電化學(xué)實(shí)驗(yàn)和測(cè)試。
1、緩蝕劑植酸溶液的配制用分析純的植酸即肌醇六磷酸酯配制成濃度為10-2mol/L的植酸溶液，其pH值為1.78。
2、準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)電解液實(shí)驗(yàn)電解液為3％Nacl溶液。
3、HSn70-1黃銅電極的準(zhǔn)備把HSn70-1黃銅制成立方柱形電極。其工作面為0.35cm2，非工作面用環(huán)氧樹脂涂封；電極先經(jīng)凈化處理，再經(jīng)氧化還原(ORC)處理，隨后在3％的KCl溶液中-0.25mV下極化處理60S，再在-1.1mV下極化處理60S，之后立即浸入10-2mol/L的植酸自組裝溶液中，組裝不同時(shí)間，在黃銅電極表面得到不同厚度的自組裝膜。
4、電化學(xué)體系的構(gòu)成采用電解池的三電極體系，以HSn70-1黃銅電極為工作電極，輔助電極為鉑電極，參比電極為飽和甘汞電極。
5、采用的測(cè)量?jī)x器交流阻抗和極化曲線的測(cè)定儀器為交流阻抗測(cè)量使用PARC M398系統(tǒng)，測(cè)量頻率范圍為100.00kHz-0.1Hz，交流激勵(lì)信號(hào)峰值為5mV，極化曲線法的掃描速率為1mV/s；掃描電位為-0.65V～-0.05V，實(shí)驗(yàn)中所示電位均相對(duì)于飽和甘汞電極。
6、試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到4個(gè)實(shí)驗(yàn)曲線圖，參見(jiàn)

。圖1為HSn70-1黃銅電極在10-2mol/L的植酸自組裝液(pH＝1.78)中組裝的時(shí)間電位曲線，圖2a為銅鎳合金(白銅)電極在10-2mol/L的植酸自組裝液(pH＝1.78)中組裝不同時(shí)間后在3％NaCl溶液中的Nyquist圖；圖2b為HSn70-1黃銅電極在10-2mol/L的植酸自組裝液(pH＝1.78)中組裝不同時(shí)間后在3％NaCl溶液中的Bode圖；圖3為HSn70-1黃銅電極在10-2mol/L的植酸自組裝液(pH＝1.78)中組裝不同時(shí)間后在3％NaCl溶液中的極化曲線圖。
參見(jiàn)圖1，圖1為HSn70-1黃銅電極在10-2mol/L的植酸溶液中自組裝過(guò)程的時(shí)間-電位曲線，由圖可知，當(dāng)電極浸入植酸溶液中自組裝過(guò)程初期，電位急劇升高，這可能是由于植酸分子在電極表面形成了SAMs，使得電位升高，500s后電位變化緩和，1000s后電位升高近10mV，基本穩(wěn)定在-10mV左右，說(shuō)明植酸分子易在HSn70-1黃銅表面形成穩(wěn)定的植酸SAMs。
參見(jiàn)圖2a和2b(圖中曲線 為空白，+++++為組裝0.25h， 為組裝0.5h，×××××為組裝1h，□□□□□為組裝2h)，圖2a中阻抗譜圖呈一半圓形，半圓弧形部分若按其軌跡延長(zhǎng)可與橫軸相交，這樣在橫軸上兩個(gè)交點(diǎn)之間的弦長(zhǎng)距離值稱為膜電阻Rf，Rf越大，說(shuō)明緩蝕效果越好。從圖2a中可看出，隨著時(shí)間從0小時(shí)增加上0.5小時(shí)，對(duì)應(yīng)的阻抗譜圖弦長(zhǎng)增加，Rf越大，緩蝕效果越好，但組裝時(shí)間超過(guò)0.5小時(shí)后，阻抗譜圖呈下降趨勢(shì)。因此組裝時(shí)間為0.5小時(shí)，緩蝕效果最好。從圖2b中也可以看出組裝0.5小時(shí)，阻抗|Z|最大，緩蝕效果最好。
參見(jiàn)圖3(圖中曲線——為空白，

為組裝0.25h，

為組裝0.5h，

為組裝1h，

為組裝2h)，HSn70-1黃銅電極在植酸自組裝液中組裝不同時(shí)間后在3％NaCl溶液中的極化曲線，其相關(guān)的電化學(xué)數(shù)據(jù)，即腐蝕電位Ecoor、腐蝕電流密度Icoor，如表1所示。
表1.不同組裝時(shí)間的HSn70-1黃銅電極在3％NaCl溶液中的Ecoor和Icoor

由表1可知在3％NaCl溶液空的試驗(yàn)時(shí)HSn70-1黃銅的腐蝕電流密度為41.83μA/cm2，在組裝了植酸單分子膜后腐蝕電流密度明顯降低，組裝0.5h后腐蝕電流密度最低為2.203μA/cm2，說(shuō)明植酸自組裝單分子膜對(duì)3％NaCl溶液中的HSn70-1黃銅有很好的緩蝕效果。這個(gè)結(jié)果符合交流阻抗得到的結(jié)論。此外從極化曲線圖中也可以看出在形成自組裝植酸單分子膜后HSn70-1黃銅的腐蝕電位正移，這說(shuō)明白組裝膜的形成抑制了HSn70-1黃銅腐蝕的陽(yáng)極反應(yīng)，增大了其陽(yáng)極極化。
以上所述內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說(shuō)明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所作的任何等效變換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)HSn70-1黃銅進(jìn)行表面防腐蝕處理的方法，包括下列步驟a.HSn70-1黃銅表面處理對(duì)HSn70-1黃銅進(jìn)行0#～6#逐級(jí)打磨拋光、無(wú)水乙醇除油、去離子水洗凈備用；b.配制緩蝕劑配制濃度為10-2mol/L的植酸溶液，pH值為1.76～1.78；c.形成單分子阻蝕膜將經(jīng)過(guò)表面處理的HSn70-1黃銅浸漬于所述植酸溶液緩蝕劑中，浸漬溫度為20～30℃，浸漬時(shí)間為0.5～2小時(shí)，最終在HSn70-1黃銅表面通過(guò)吸附形成一層植酸自組裝單分子阻蝕膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對(duì)HSn70－1黃銅進(jìn)行表面防腐蝕處理的方法，包括下列步驟a.HSn70－1黃銅表面處理對(duì)HSn70－1黃銅進(jìn)行0#～6#逐級(jí)打磨拋光、無(wú)水乙醇除油、去離子水洗凈備用；b.配制緩蝕劑配制濃度為10
文檔編號(hào)C23F11/00GK101078122SQ200710040268
公開日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2007年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月29日
發(fā)明者徐群杰, 萬(wàn)宗躍, 黃詩(shī)俊 申請(qǐng)人:上海電力學(xué)院