專利名稱：一種對HSn70－1黃銅進行表面防腐蝕處理的方法
技術領域：
本發明涉及一種對金屬表面進行防腐蝕處理的方法，更具體地說是涉及一種對HSn70-1黃銅進行表面處理形成單分子阻蝕膜的方法。
背景技術：
金屬腐蝕是金屬在環境中的腐蝕介質發生作用而使金屬成為氧化狀態的熱力學自發過程。據報道每年由于金屬腐蝕而造成的經濟損失占國民生產總值的1.5～2.4％。為了減緩金屬腐蝕或防止金屬腐蝕，采用涂層保護的方法是防腐蝕方法中應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境介質對基底金屬的侵蝕，保護基底金屬免遭腐蝕。科研人員一直在研究和尋找一種對HSn70-1黃銅進行表面處理形成單分子阻蝕膜的方法。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種在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。
本發明采用的技術方案一種對HSn70-1黃銅進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HSn70-1黃銅進行0#～6#逐級打磨拋光、無水乙醇除油、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過表面處理的HSn70-1黃銅浸漬于所述植酸溶液緩蝕劑中，浸漬溫度為20～30℃，浸漬時間為0.5～2小時，最終在HSn70-1黃銅表面通過吸附形成一層植酸自組裝單分子阻蝕膜。
發明的有益效果，本發明采用植酸作為緩蝕劑，其分子結構中有能同金屬配合的24個氧原子、12個羥基和6個磷酸基；6個磷酸基只有1個處于a位，其他5個均在e位上，其中有4個磷酸基處于同一平面上，所以植酸易溶于水，表現較強的酸性。植酸是一種少見的金屬螯合劑，在水溶液中易發生電離出氫離子，電離后帶負電荷，當金屬與其接觸時，金屬易失去電子而帶正荷。又由于植酸分子具有6個磷酸基，每個磷酸基中的氧原子都可以作為配位原子和金屬離子進行螯合，故其極易與金屬表面呈正電性的金屬離子結合，在金屬表面發生化學吸附，用金屬結合形成很穩定的絡合物。植酸分子通過-P＝0磷酸基在白銅表面形成一層致密的單分子保護膜，它能有效地阻止O2等進入金屬表面，從而減緩了黃銅的腐蝕。植酸由于具有獨特的分子結構及理化性質，而且具有天然毒特性，可以被用來作為緩蝕劑。植酸最有使用價值的是其特殊功能，它與Fe3+、Cu2+、Ni2+、Zn2+等金屬離子有著特別強的螯合能力，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黃銅腐蝕的陽極反應，增大了其陽極極化，達到了對HSn70-1黃銅進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間后在3％NaCl溶液中的極化曲線圖。
具體實施例方式
下面通過實施例對本發明進一步詳細描述，一種對HSn70-1黃銅進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HSn70-1黃銅進行0#～6#逐級打磨拋光、無水乙醇除油、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過表面處理的HSn70-1黃銅浸漬于所述植酸溶液緩蝕劑中，浸漬溫度為20～30℃，浸漬時間為0.5～2小時，最終在HSn70-1黃銅表面通過吸附形成一層植酸自組裝單分子阻蝕膜。
實施例1(1)將HSn70-1黃銅先經0#～6#逐級打磨拋光、去離子水清洗、無水乙醇除油、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℃，浸漬時間為6小時，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。
接下來將Sn70-1黃銅作為電極進行電化學實驗和測試。
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、準備好實驗電解液實驗電解液為3％Nacl溶液。
3、HSn70-1黃銅電極的準備把HSn70-1黃銅制成立方柱形電極。其工作面為0.35cm2，非工作面用環氧樹脂涂封；電極先經凈化處理，再經氧化還原(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，組裝不同時間，在黃銅電極表面得到不同厚度的自組裝膜。
4、電化學體系的構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、采用的測量儀器交流阻抗和極化曲線的測定儀器為交流阻抗測量使用PARC M398系統，測量頻率范圍為100.00kHz-0.1Hz，交流激勵信號峰值為5mV，極化曲線法的掃描速率為1mV/s；掃描電位為-0.65V～-0.05V，實驗中所示電位均相對于飽和甘汞電極。
6、試驗結果評價通過實驗得到4個實驗曲線圖，參見

。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)中組裝不同時間后在3％NaCl溶液中的極化曲線圖。
參見圖1，圖1為HSn70-1黃銅電極在10-2mol/L的植酸溶液中自組裝過程的時間-電位曲線，由圖可知，當電極浸入植酸溶液中自組裝過程初期，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，基本穩定在-10mV左右，說明植酸分子易在HSn70-1黃銅表面形成穩定的植酸SAMs。
參見圖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可與橫軸相交，這樣在橫軸上兩個交點之間的弦長距離值稱為膜電阻Rf，Rf越大，說明緩蝕效果越好。從圖2a中可看出，隨著時間從0小時增加上0.5小時，對應的阻抗譜圖弦長增加，Rf越大，緩蝕效果越好，但組裝時間超過0.5小時后，阻抗譜圖呈下降趨勢。因此組裝時間為0.5小時，緩蝕效果最好。從圖2b中也可以看出組裝0.5小時，阻抗|Z|最大，緩蝕效果最好。
參見圖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間后在3％NaCl溶液中的極化曲線，其相關的電化學數據，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溶液空的試驗時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，說明植酸自組裝單分子膜對3％NaCl溶液中的HSn70-1黃銅有很好的緩蝕效果。這個結果符合交流阻抗得到的結論。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，這說明白組裝膜的形成抑制了HSn70-1黃銅腐蝕的陽極反應，增大了其陽極極化。
以上所述內容僅為本發明構思下的基本說明，而依據本發明的技術方案所作的任何等效變換，均應屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種對HSn70-1黃銅進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HSn70-1黃銅進行0#～6#逐級打磨拋光、無水乙醇除油、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過表面處理的HSn70-1黃銅浸漬于所述植酸溶液緩蝕劑中，浸漬溫度為20～30℃，浸漬時間為0.5～2小時，最終在HSn70-1黃銅表面通過吸附形成一層植酸自組裝單分子阻蝕膜。
全文摘要
本發明公開了一種對HSn70－1黃銅進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HSn70－1黃銅進行0#～6#逐級打磨拋光、無水乙醇除油、去離子水洗凈備用；b.配制緩蝕劑配制濃度為10
文檔編號C23F11/00GK101078122SQ200710040268
公開日2007年11月28日 申請日期2007年4月29日 優先權日2007年4月29日
發明者徐群杰, 萬宗躍, 黃詩俊 申請人:上海電力學院