專利名稱：白銅b30防腐蝕方法
技術領域：
本發(fā)明涉及金屬材料腐蝕與防護技術領域，更具體的說是涉及一種白銅B30的防 腐蝕方法。
背景技術：
在金屬基體上構建疏水表面是近年來表面防護技術的一個新興領域。白銅B30因 其優(yōu)異的使用性能和工藝性能而被廣泛應用于各類艦船的冷凝器管、海水淡化處理設備的 管道系統(tǒng)及濱海發(fā)電廠的熱交換器等。然而銅由于表面能較高，水分子易吸附聚集，在不同 應用環(huán)境中隨著時間的延長會產(chǎn)生不同程度的腐蝕，給生產(chǎn)、生活帶來嚴重的經(jīng)濟損失，在 表面制備一層具有疏水性能的保護膜是一種簡便有效防止腐蝕發(fā)生的途徑。疏水表面用于 金屬材料上，可以起到自清潔、抑制表面腐蝕和表面氧化以及降低摩擦系數(shù)的效果。疏水性 是固體表面的重要特性之一，通常用液體在固體表面的接觸角來表征。通過一定的方法使 金屬表面由親水轉變?yōu)槭杷踔脸杷畱B(tài)，在金屬防腐蝕領域以及現(xiàn)實生產(chǎn)生活中具有重 要的應用價值和廣闊的應用前景。緩蝕劑也是一種常用的防腐蝕措施，在腐蝕環(huán)境中加入少量的緩蝕劑就能和金屬 表面發(fā)生物理化學作用，從而顯著降低金屬材料的腐蝕。緩蝕劑在使用中無需專門設備、無 需改變金屬構建的性質，具有經(jīng)濟、適應性強等優(yōu)點，因而被廣泛用于工業(yè)各過程的腐蝕與 防護。隨著社會進步和人類環(huán)保意識的增強，緩蝕劑的開發(fā)和應用越來越受環(huán)境保護的重 視，無毒無公害、可生物降解、綠色化和環(huán)境友好性成為其發(fā)展趨勢。目前，金屬疏水表面的制備法存在設備和藥品昂貴、加工時間長、操作復雜等不 足。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是通過一種簡單有效的疏水處理方法在白銅B30的 金屬表面獲得疏水性耐腐蝕表面，再聯(lián)合應用緩蝕劑防腐，從而提高白銅B30的耐腐蝕性。本發(fā)明的技術方案一種白銅B30的防腐蝕方法，包括下列步驟(1)配置濃度為3 10% H2O2水溶液和0. 05 2%硬脂酸乙醇溶液，將清潔處理 后的白銅B30依次浸入濃度為3 10% H202水溶液15 60min和0. 05 2%硬脂酸乙 醇溶液中10 60min，在銅基材上獲得具有疏水性的耐腐蝕性表面；(2)經(jīng)上述步驟處理的白銅B30與濃度為0. 02 0. 2g/L的Na2WO4緩蝕劑復合使 用。一種白銅B30的防腐蝕方法，包括下列步驟(1)將清潔處理后的白銅B30在濃度為5% H2O2溶液中浸泡30min，然后再濃度為 0. lmol/L的硬脂酸乙醇溶液中浸泡30min，在銅基材上獲得具有疏水性的耐腐蝕性表面；(2)經(jīng)上述步驟處理的白銅B30與濃度為0. lg/L的Na2WO4緩蝕劑復合使用。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明無需昂貴設備和藥品，成本低廉、工藝簡單、加工時間短，安全可靠，而且環(huán)境友好、無污染。本發(fā)明處理過的白銅表面具有明顯的疏水性，其與水 的接觸角達到113.82°，電化學測試表明經(jīng)疏水處理后白銅B30的極化電阻大大增大，腐 蝕電流大大減小，再與鎢酸鈉聯(lián)合使用后緩蝕效率可達88. 85%，耐腐蝕性顯著提高。本發(fā) 明可廣泛應用在電力、造船、機械、建筑等國民生產(chǎn)生活的重要部門，有廣闊的實用價值。


圖1，不同時間5% H2O2氧化后經(jīng)0. lmol/L硬脂酸溶液中處理Ih的白銅B30電極 分別在3% NaCl溶液中浸泡30min后的Nyquist圖；圖2，不同濃度H2O2氧化30min后經(jīng)0. lmol/L硬脂酸溶液中處理Ih的白銅B30電 極分別在3% NaCl溶液中浸泡30min后的Nyquist圖；圖3，5%吐02氧化301^11后經(jīng)不同時間0. lmol/L硬脂酸溶液中處理的白銅B30電 極分別在3% NaCl溶液中浸泡30min后的Nyquist圖；圖4，5% H2O2氧化30min后經(jīng)不同濃度硬脂酸溶液中處理30min的白銅B30電極 分別在3% NaCl溶液中浸泡30min后的Nyquist圖；圖5，未處理與最佳方案疏水處理后的白銅B30電極分別在3% NaCl溶液中浸泡 30min 后的 Nyquist 圖；圖6，未處理與最佳方案疏水處理后的白銅B30電極分別在3% NaCl溶液中浸泡 30min后的極化曲線圖；圖7，未疏水處理白銅B30電極在不同濃度Na2WO4的3% NaCl溶液中浸泡30min 后的極化曲線圖；圖8，經(jīng)疏水處理白銅B30電極在不同濃度Na2WO4的3% NaCl溶液中浸泡30min 后的Nyquist圖。圖9，不同防腐方法白銅B30電極在3% NaCl溶液中浸泡30min后的Nyquist10，不同防腐方法白銅B30電極在3% NaCl溶液中浸泡30min后的極化曲線圖
具體實施例方式下面通過實施例和附圖對本發(fā)明進行進一步闡述一種白銅B30的防腐蝕方法， 包括下列步驟(1)配置濃度為3 10% H2O2水溶液和0. 05 2%硬脂酸乙醇溶液，將清潔處理 后的白銅B30依次浸入濃度為3 10% H202水溶液15 60min和0. 05 2%硬脂酸乙 醇溶液中10 60min，在銅基材上獲得具有疏水性的耐腐蝕性表面；(2)經(jīng)上述步驟處理的白銅B30與濃度為0. 02 0. 2g/L的Na2WO4緩蝕劑復合使 用。一種更優(yōu)化的白銅B30的防腐蝕方法，包括下列步驟(1)將清潔處理后的白銅B30在濃度為5% H2O2溶液中浸泡30min，然后再濃度為 0. lmol/L的硬脂酸乙醇溶液中浸泡30min，在銅基材上獲得具有疏水性的耐腐蝕性表面；(2)經(jīng)上述步驟處理的白銅B30與濃度為0. lg/L的Na2WO4緩蝕劑復合使用。1材料與試劑電化學測試和接觸角測試由相同白銅B30材料制得，電化學測試用電極由環(huán)氧樹脂密封制成，工作面積為Icm2，接觸角測試不用密封，其他處理過程相同。H2O2溶液、Na2WO4溶液和NaCl溶液均用去離子水配制，硬脂酸溶液由無水乙醇配 制。2防腐處理(1)疏水處理白銅B30合金經(jīng)0 10% H2O2水溶液和0 2%硬脂酸乙醇溶液依 次浸泡0 60min后，在銅合金表面獲得疏水性耐腐蝕表面，經(jīng)無水乙醇沖洗后風干備用。(2)緩蝕劑防腐將未經(jīng)處理和疏水處理后的銅合金置于含不同濃度Na2W04&3% NaCl溶液中穩(wěn)定30分鐘后進行測試。3測試方法接觸角測試用德國KRUSS公司生產(chǎn)的K100-MK2全能張力儀測定未經(jīng)處理和經(jīng)疏水處理的電 極與水的接觸角電化學測試采用經(jīng)典的三電極體系，工作電極為白銅B30電極。所用的輔助電極均為鉬電極， 參比電極均為飽和甘汞電極(SCE)，本發(fā)明所示電位均相對于飽和甘汞電極。電極在電解池 內穩(wěn)定30min后進行電化學測試。電化學測定所用設備采用上海晨華電化學工作站CHI660C，交流阻抗測量頻率范 圍為100. OOkHz 50. OOmHz，交流激勵信號為10mV，極化曲線的掃描速率為lmV/s。附圖1為不同時間5% H2O2氧化后經(jīng)0. lmol/L硬脂酸溶液中處理Ih的白銅B30 電極分別在3% NaCl溶液中浸泡30min后的Nyquist圖，其中曲線1、曲線2、曲線3、曲線4 和曲線5分別表示5% H2O2氧化時間為Omin (接觸角85. 67° )、15min(接觸角105.25° )、 30min(接觸角 113. 82° )、45min (接觸角 103. 63° )、60min (接觸角 99. 92° )的 Nyquist 圖。用阻抗值的高低來判斷耐腐蝕性能的好壞，阻抗值越大說明其對金屬的緩蝕性能越好。 由圖1可知30min5% H2O2氧化的阻抗值比其他時間都大，說明在5% H2O2中浸泡半小時銅 表面氧化膜的生成情況較好，有利于其與硬脂酸反應在銅表面生成一層疏水層。接觸角測 試也表明30min 5% H2O2氧化后經(jīng)0. lmol/L硬脂酸溶液中處理Ih的白銅B30表面的接觸 角最大，為113.82°。而未經(jīng)雙氧水氧化的白銅B30其接觸角與阻抗數(shù)值皆小于經(jīng)雙氧水 氧化的白銅B30，說明雙氧水能氧化白銅表面，有利于硬脂酸的化學修飾。附圖2為不同濃度H2O2氧化30min后經(jīng)0. lmol/L硬脂酸溶液中處理Ih的白銅 B30電極分別在3% NaCl溶液中浸泡30min后的Nyquist圖，其中曲線1、曲線2、曲線3、曲 線4和曲線5分別表示H2O2濃度為0(接觸角84. 23° )、3% (接觸角99. 55° )、5% (接 觸角 113. 82° )、7· 5% (接觸角 101.78° )、10% (接觸角 104. 50° )的 Nyquist 圖。由 圖2可知H2O2濃度在5%時阻抗值最高，其對應的接觸角也最大。附圖3為5% H2O2氧化30min后經(jīng)不同時間0. lmol/L硬脂酸溶液中處理的白銅 B30電極分別在3% NaCl溶液中浸泡30min后的Nyquist圖，其中曲線1、曲線2、曲線3、 曲線4和曲線5分別表示0. lmol/L硬脂酸溶液中處理時間為0min(接觸角80.71° )、 IOmin(接觸角 109. 04° )、30min(接觸角 113. 82° )、45min(接觸角 108. 01° )、60min(接 觸角 110. 19° )的 Nyquist 圖。由圖 3 可知 5% H2O2 氧化 30min 后經(jīng) 30min 0. lmol/L 硬 脂酸溶液中處理的白銅B30電極阻抗值最大，對應的接觸角也最大。附圖4為5% H2O2氧化30min后經(jīng)不同濃度硬脂酸溶液中處理30min的白銅B30 電極分別在3% NaCl溶液中浸泡30min后的Nyquist圖，其中曲線1、曲線2、曲線3、曲 線4和曲線5分別表示硬脂酸濃度為0(接觸角85. 57° )、0.05mol/L(接觸角87. 14° )、 0. 08mol/L(接觸角 106. 72° )、0. lmol/L(接觸角 113. 82° )、0. 2mol/L(接觸角 95. 91° ) 的Nyquist圖。由圖4可知硬脂酸濃度0. lmol/L時阻抗值最高，其對應的接觸角也最大。附圖5為未處理與經(jīng)最佳方案疏水處理后的白銅B30電極分別在3% NaCl溶液中 浸泡30min后的Nyquist圖，其中曲線1和曲線2分別表示未處理(接觸角83. 25° )和經(jīng) 最佳方案疏水處理后(接觸角113. 82° )的白銅B30電極的Nyquist圖。由圖5可知經(jīng)最 佳方案疏水處理后的白銅B30電極的阻抗值大大增加，耐蝕性能顯著提高，對應的接觸角 也明顯增大，疏水性明顯改善。附圖6為未處理與經(jīng)最佳方案疏水處理后的白銅B30電極分別在3% NaCl溶液中 浸泡30min后的極化曲線圖，其中曲線1和曲線2分別表示未處理(接觸角83. 25° )和經(jīng) 最佳方案疏水處理后(接觸角113.82° )的白銅B30電極的極化曲線圖。相對應的腐蝕電 位和腐蝕電流密度數(shù)據(jù)見表1。疏水處理的緩蝕效率(η % )按照如下公式計算
權利要求
1.一種白銅B30的防腐蝕方法，包括下列步驟(1)配置濃度為3 10%H2O2水溶液和0. 05 2%硬脂酸乙醇溶液，將清潔處理后的 白銅B30依次浸入濃度為3 10% H202水溶液15 60min和0. 05 2%硬脂酸乙醇溶 液中10 60min，在銅基材上獲得具有疏水性的耐腐蝕性表面；(2)經(jīng)上述步驟處理的白銅B30與濃度為0.02 0. 2g/L的Na2WO4緩蝕劑復合使用。
2.根據(jù)權利要求1所述一種白銅B30的防腐蝕方法，其特征是將清潔處理后的白銅 B30在濃度為5% H2O2溶液中浸泡30min，然后再濃度為0. lmol/L的硬脂酸乙醇溶液中浸 泡30min，在銅基材上獲得具有疏水性的耐腐蝕性表面；(2)經(jīng)上述步驟處理的白銅B30與濃度為0. lg/L的Na2WO4緩蝕劑復合使用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種白銅B30的防腐蝕方法，將清潔處理后的白銅B30在濃度為5％H2O2溶液中浸泡30min，然后再濃度為0.1mol/L的硬脂酸乙醇溶液中浸泡30min，在銅基材上獲得具有疏水性的耐腐蝕性表面；經(jīng)上述步驟處理的白銅B30與濃度為0.1g/L的Na2WO4緩蝕劑復合使用。電化學測試表明經(jīng)疏水處理后白銅B30在0.1g/L的Na2WO4中的極化電阻大大增大，腐蝕電流大大減小，緩蝕效率可達88.85％，耐腐蝕性顯著提高。本發(fā)明無需昂貴設備和藥品，成本低廉、工藝簡單、加工時間短，安全可靠，而且環(huán)境友好、無污染。
文檔編號C23C22/52GK102002701SQ20101027983
公開日2011年4月6日 申請日期2010年9月14日 優(yōu)先權日2010年9月14日
發(fā)明者云虹, 徐群杰, 時士峰, 蔡希宏 申請人:上海電力學院