專利名稱：一種銅鎳合金(白銅)的防腐蝕方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種銅鎳合金(白銅)的防腐蝕方法，更確切地說(shuō)，是涉及一種在銅鎳合金(白銅)表面形成植酸自組裝單分子阻蝕膜的方法。屬金屬合金的防腐蝕技術(shù)領(lǐng)域。
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，將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，它可以阻擋環(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。
因此，科研人員在研究和尋找一種更為有效的緩蝕劑方面曾作了大量研究工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種銅鎳合金(白銅)的防腐蝕方法。本發(fā)明的又一目的是提供一種在銅鎳合金(白銅)表面形成一層防止腐蝕的自組裝單分子阻蝕膜的方法。
本發(fā)明一種銅鎳合金(白銅)的防腐蝕方法，其特征在于具有以下過(guò)程和步驟a.將銅鎳合金(白銅)先經(jīng)0#～6#逐級(jí)打磨拋光、去離子水清洗、去離子水洗凈后，備用；b.配制緩蝕劑采用分析純的植酸，即肌醇六磷酸酯；其分子壓為C6H18O24P6；pH值為1.76；所配制的植酸溶液的濃度為10-2mol/L；c.將上述銅鎳合金(白銅)浸漬于上述的緩蝕劑植酸溶液中，浸漬溫度為20～30℃，浸漬時(shí)間為1～6小時(shí)；最終在銅鎳合金(白銅)表面吸附有一層植酸自組裝單分子阻蝕膜。
本發(fā)明方法的機(jī)理敘述如下采用的緩蝕劑植酸，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，從而減緩了白銅的腐蝕。
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+、Cn2+、Ni2+、Zn+2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。因此植酸可作為一種較理想的綠色環(huán)保型緩蝕劑。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將本發(fā)明的具體實(shí)施例敘述于后。
實(shí)施例1本實(shí)施例的具體步驟如下(1)將銅鎳合金(白銅)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)配制自組裝液采用分析純的植酸，即肌醇六磷酸酯；其分子壓為C6H18O24P6；pH值為1.76；所配制的植酸溶液的濃度為10-2mol/L；(3)將上述銅鎳合金(白銅)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)；最終在銅鎳合金(白銅)表面吸附有一層植酸自組裝單分子阻蝕膜。銅鎳合金(白銅)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1.76。
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、銅鎳合金(白銅)電極的準(zhǔn)備把銅鎳合金(白銅)制成立方柱形電極。其工作面為2cm2，非工作面用環(huán)氧樹(shù)脂涂封；電極先經(jīng)凈化處理，再經(jīng)氧化還原處理，隨后在3％的Nacl溶液中-0.20mV下極化處理120S，再在-0.5mV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，在白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，以銅鎳合金(白銅)電極為工作電極，輔助電極為鉑電極，參比電極為雙液極飽和甘汞電極。
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Solartron-1287能恒電位儀，Solartron-1255B頻響分析儀。交流阻抗的測(cè)試頻率為0.005Hz～100KHz；正弦電勢(shì)擾動(dòng)為5mV；極化曲線法的掃描速率為1mV/S；掃描電位為-0.65V～-0.05V。


圖1為銅鎳合金(白銅)電極在10-2mol/L的植酸自組裝液(pH＝1.76)中組裝不同時(shí)間后在3％Nacl溶液中的Nyquist圖。
圖2為銅鎳合金(白銅)電極在10-2mol/L的植酸自組裝液(pH＝1.76)中組裝不同時(shí)間后在3％Nacl溶液中的極化曲線圖。
試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)通過(guò)實(shí)驗(yàn)，可得到2個(gè)實(shí)驗(yàn)曲線圖。參見(jiàn)圖1和圖2，圖1為銅鎳合金(白銅)電極在10-2mol/L的植酸自組裝液(pH＝1.76)中組裝不同時(shí)間后在3％Nacl溶液中的Nyquist圖；圖2為銅鎳合金(白銅)電極在10-2mol/L的植酸自組裝液(pH＝1.76)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，該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1中可看出，隨著時(shí)間從0小時(shí)增加上6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)6小時(shí)后，阻抗譜圖呈下降趨勢(shì)。因此組裝時(shí)間為6小時(shí)，緩蝕效果最好。
參見(jiàn)圖2，白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如下表1所示表1 不同組裝時(shí)間的自銅電極在3％Nacl溶液中的Ecoor和Icoor


從表1可知，在3％Nacl溶液空的試驗(yàn)時(shí)白銅的腐蝕電流密度為51.28μA/cm2，在植酸單分子膜組裝0.5h后腐蝕電流密度明顯降低，為19.95μA/cm2；組裝6h后腐蝕電流密度大大降低，為7.761μA/cm2，說(shuō)明植酸自組裝單分子膜對(duì)3％Nacl溶液中的白銅有明顯的緩蝕效果。這個(gè)結(jié)果符合交流阻抗得到的結(jié)論。另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白銅的腐蝕電位正移，這說(shuō)明自組裝膜的形成抑制了白銅腐蝕的陽(yáng)極反應(yīng)，增大了其陽(yáng)極極化。
權(quán)利要求
1.一種銅鎳合金(白銅)組裝植酸自組裝單分子阻蝕膜的防腐蝕方法，其特征在于具有以下過(guò)程和步驟a.將銅鎳合金(白銅)先經(jīng)0#～6#金相砂紙逐級(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；b.配制緩蝕劑采用分析純的植酸，即肌醇六磷酸酯；其分子壓為C6H18O24P6；pH值為1.76；所配制的植酸溶液的濃度為10-2mol/L；c.將上述銅鎳合金(白銅)浸漬于上述的緩蝕劑植酸溶液中，浸漬溫度為20～30℃，浸漬時(shí)間為1～6小時(shí)；最終在銅鎳合金(白銅)表面吸附有一層植酸自組裝單分子阻蝕膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種銅鎳合(白銅)的防腐蝕方法，也即是涉及一種在銅鎳合金(白銅)表面形成自組裝單分子阻蝕膜的方法，屬金屬合金的防腐蝕技術(shù)。本發(fā)明方法采用分析純的植酸，即肌醇六磷酸酯，配制成濃度為10
文檔編號(hào)C23F11/00GK101029396SQ20071003874
公開(kāi)日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2007年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月29日
發(fā)明者印仁和, 萬(wàn)宗躍, 徐群杰, 朱律均, 薛雷剛 申請(qǐng)人:上海大學(xué)