一種化學(xué)鍍Ni-P/Ni-Mo-P復(fù)合結(jié)構(gòu)鍍層及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在管道表面進(jìn)行防腐防垢鍍層技術(shù)處理的方法，具體為一種化學(xué)鍍N1-P/N1-Mo-P復(fù)合結(jié)構(gòu)鍍層及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展迫切需要新的高效節(jié)能技術(shù)，城市污水是一種城市余熱型清潔能源，熱栗冷熱源可利用城市污水為建筑物供暖和制冷，具有節(jié)能環(huán)保的社會(huì)效益。污水源熱栗技術(shù)推廣應(yīng)用的難點(diǎn)在于污水中雜質(zhì)易形成垢質(zhì)造成換熱面污染、結(jié)垢，所述垢質(zhì)是溶解度較小的無(wú)機(jī)鹽類在過(guò)飽和條件下，在器壁表面結(jié)晶析出并沉淀的物質(zhì)，結(jié)垢機(jī)理過(guò)程可以大致分為以下幾步:第一，水中離子發(fā)生反應(yīng)生成較低溶解度的鹽類分子;第二，在結(jié)晶作用下，器壁表面生成亞穩(wěn)態(tài)晶體，其中較不穩(wěn)定相分解消失而較穩(wěn)定的晶體則繼續(xù)生長(zhǎng)堆積，最終形成穩(wěn)定垢質(zhì)；第三，在溫度、PH值、溶液配伍性等條件的影響下，最終形成性狀不一的各種垢質(zhì)。由于污水水質(zhì)的特殊性，產(chǎn)生的垢質(zhì)易與污水源熱栗管道粘附結(jié)合，造成管道堵塞，換熱性能差，降低了能源的利用效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述垢質(zhì)產(chǎn)生的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種化學(xué)鍍N1-P/N1-Mo-P復(fù)合結(jié)構(gòu)鍍層及其制備方法，可提高管道的熱穩(wěn)定性、耐磨性和耐蝕性能。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種化學(xué)鍍N1-P/N1-Mo-P復(fù)合結(jié)構(gòu)鍍層，從表面到金屬基材依次為:N1-Mo-P鍍層、N1-P鍍層。
[0004]本發(fā)明同時(shí)請(qǐng)求保護(hù)所述化學(xué)鍍N1-P/N1-Mo-P復(fù)合結(jié)構(gòu)鍍層的制備方法，該方法包括如下順序的步驟:
[0005](I)將金屬基材表面進(jìn)行除油、除銹處理；
[0006](2)將步驟(I)處理后的金屬基材進(jìn)行拋光處理；
[0007](3) 一次施鍍:施鍍液A包括如下成分:硫酸鎳20_30g/L;次亞磷酸鈉10_20g/L;檸檬酸4_6g/L;乙酸鈉14-16g/L;將步驟(2)處理后的金屬基材放入超聲水浴鍋中，再向其中加入施鍍液A，超聲頻率為800-1000HZ，施鍍Ih;
[0008](4) 二次施鍍:施鍍液B包括如下成分:硫酸鎳20-30g/L;次亞磷酸鈉10_20g/L;含有鉬酸根離子的雜多酸鹽:0.l-3g/L;檸檬酸4-6g/L;乙酸鈉14-16g/L;活性劑FC-134:0.1-1 g/L ；硫酸鈰0.1-0.5g/L;將步驟(3)處理后的金屬基材放入超聲水浴鍋中，再向其中加入施鍍液B，超聲頻率為800-1000HZ，施鍍2h，得到試樣；
[0009](5)將步驟(4)所得試樣放入去離子水中超聲清洗2-3min，超聲頻率為1000Hz;
[0010](6)將步驟(5)處理后的試樣放入100°C烘干爐中烘30min。
[0011]優(yōu)選的，所述的施鍍液A包括如下成分:硫酸鎳25g/L;次亞磷酸鈉15g/L;檸檬酸5g/L;乙酸鈉15g/L;所述的施鍍液B包括如下成分:硫酸鎳25g/L;次亞磷酸鈉15g/L;含有鉬酸根離子的雜多酸鹽I.2g/L;檸檬酸5g/L;乙酸鈉15g/L;活性劑FC-134: 0.6g/L;硫酸鈰
0.3g/L0
[0012]優(yōu)選的，所述的拋光處理為:將金屬基材置于由50wt%的磷酸，1wt%的醋酸，40wt%的硫酸組成的混合溶液中，放置于溫度60-70°C下，浸泡2min。
[0013]優(yōu)選的，所述的含有鉬酸根離子的雜多酸鹽為鉬酸鈉或鉬酸銨。
[0014]本發(fā)明在金屬基材表面上利用誘導(dǎo)共沉積的原理在超聲作用下制備N1-P功能鍍層做打底誘導(dǎo)層后，在其基礎(chǔ)上沉積N1-Mo-P功能鍍層，該方法可顯著提高N1-Mo-P功能鍍層與金屬基材的粘附程度，另外，通過(guò)超聲攪拌和稀土鈰誘導(dǎo)共沉積的共同作用，可促使更多的鉬酸根離子以與鎳磷形成配合物的形式沉積到金屬基材表面，形成均勻的N1-Mo-P功能鍍層，從而顯著的提高了鍍層防結(jié)垢性能。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果如下:
[0016](I)本發(fā)明提供的N1-P/N1-Mo-P的復(fù)合結(jié)構(gòu)鍍層，熱穩(wěn)定性強(qiáng)，防腐蝕、防結(jié)垢性能強(qiáng)；
[0017](2)本發(fā)明提供的N1-P/N1-Mo-P的復(fù)合結(jié)構(gòu)鍍層的方法，通過(guò)調(diào)整和改變鍍層的微觀結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步改善鍍層在鍍層態(tài)下的物理、化學(xué)性能，提高防腐蝕、防結(jié)垢性能；
[0018](3)本發(fā)明通過(guò)超聲攪拌和稀土鈰誘導(dǎo)共沉積的共同作用，形成的N1-Mo-P鍍層均勻一致，與金屬基材的粘附性強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為含本發(fā)明N1-P/N1-Mo-P復(fù)合結(jié)構(gòu)鍍層的金屬基材結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]其中:1、金屬基材，2、Ni_P鍍層，3、N1-Mo_P鍍層；
[0021 ]圖2為本發(fā)明實(shí)施例N1-P/N1-Mo-P復(fù)合結(jié)構(gòu)鍍層的XRD圖；
[0022]其中:1、實(shí)施例1，2、實(shí)施例2，3、實(shí)施例3，4、實(shí)施例4，5、實(shí)施例5，6、實(shí)施例6。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖1-2對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明:
[0024]實(shí)施例1
[0025](I)將金屬基材表面進(jìn)行除油、除銹處理；
[0026](2)將步驟(I)處理后的金屬基材進(jìn)行拋光處理:將金屬基材置于由50wt%的磷酸，1wt %的醋酸，40wt %的硫酸組成的混合溶液中，放置于溫度60-70°C下，浸泡時(shí)間為2min；
[0027](3)—次施鍍:施鍍液A包括如下成分:硫酸鎳20g/L;次亞磷酸鈉20g/L;檸檬酸4g/L ；乙酸鈉16g/L;將步驟(2)處理后的金屬基材放入超聲水浴鍋中，再向其中加入施鍍液A，超聲頻率為800-1000HZ，施鍍Ih;
[0028](4) 二次施鍍:施鍍液B包括如下成分:硫酸鎳30g/L;次亞磷酸鈉10g/L;鉬酸鈉3g/L;檸檬酸4g/L;乙酸鈉16g/L;活性劑FC-134:0.lg/L;硫酸鈰0.5g/L;將步驟⑶處理后的金屬基材放入超聲水浴鍋中，再向其中加入施鍍液B，超聲頻率為800-1000HZ，施鍍2h，得到試樣；
[0029](5)將步驟(4)所得試樣放入去離子水中超聲清洗2-3min，超聲頻率為1000Hz;
[0030](6)將步驟(5)處理后的試樣放入100°C烘干爐中烘30min。
[0031]檢測(cè)按照上述方法制備的復(fù)合結(jié)構(gòu)鍍層的性能:具有完全非晶態(tài)的鍍層，且鍍層表面組織結(jié)構(gòu)致密，厚度為25μπι，鍍層中鉬的百分含量5.78wt%，防垢率為0.0OOOOlOg.m—2.h-、
[0032]實(shí)施例2
[0033](I)將金屬基材表面進(jìn)行除油、除銹處理；
[0034](2)將步驟(I)處理后的金屬基材進(jìn)行拋光處理:將金屬基材置于由50wt%的磷酸，1wt %的醋酸，40wt %的硫酸組成的混合溶液中，放置于溫度60-70°C下，浸泡時(shí)間為2min；
[0035](3)—次施鍍:施鍍液A包括如下成分:硫酸鎳30g/L;次亞磷酸鈉10g/L;檸檬酸6g/L ；乙酸鈉14g/L;將步驟(2)處理后的金屬基材放入超聲水浴鍋中，再向其中加入施鍍液A，超聲頻率為800-1000HZ，施鍍Ih;
[0036](4)二次施鍍:施鍍液B包括如下成分:硫酸鎳20g/L;次亞磷酸鈉20g/L;鉬酸鈉
0.lg/L;檸檬酸6g/L;乙酸鈉14g/L;活性劑FC-134: lg/L;硫酸鈰0.lg/L;將步驟⑶處理后的金屬基材放入超聲水浴鍋中，再向其中加入施鍍液B，超聲頻率為800-1000HZ，施鍍2h，得到試樣；
[0037](5)將步驟(4)所得試樣放入去離子水中超聲清洗2-3min，超聲頻率為1000Hz;
[0038](6)將步驟(5)處理后的試樣放入100°C烘干爐中烘30min。
[0039]檢測(cè)按照上述方法制備的復(fù)合結(jié)構(gòu)鍍層的性能:具有完全非晶態(tài)的鍍層，且鍍層表面組織結(jié)構(gòu)致密，厚度為18μπι，鍍層中鉬百分含量21.33wt%，防垢率為0.0000015g.nf
2.h-、
[0040]實(shí)施例3
[0041 ] (I)將金屬基材表面進(jìn)行除油、除銹處理；
[0042](2)將步驟(I)處理后的金屬基材進(jìn)行拋光處理:將金屬基材置于由50wt%的磷酸，1wt %的醋酸，40wt %的硫酸組成的混合溶液中，放置于溫度60-70°C下，浸泡時(shí)間為2min；
[0043](3) 一次施鍍:施鍍液A包括如下成分:硫酸鎳25g/L;次亞磷酸鈉15g/L;檸檬酸5g/L;乙酸鈉15g/L;將步驟(2)處理后的金屬基材放入超聲水浴鍋中，再向其中加入