一种在汽车冷却液中的镁合金缓蚀剂及其应用_2

文档序号:9612133阅读:来源:国知局
蚀电流密度。
[0058] 对应的电化学数据列于下表2 :
[0059] 表2 :AZ91D在50%乙二醇体系中不同比例憐酸氨二锭和木质素横酸钢的极化曲 线拟合参数
[0060]
脚从表2中数据可W看出,添加了不同复配比的憐酸氨二氨和木质素横酸钢使得AZ91D儀合金腐蚀电流密度较空白明显较小,说明两种物质复配能够对AZ91D儀合金在 50%乙二醇冷却液中起到一定的缓蚀作用。当憐酸氨二氨和木质素横酸钢复配比为1:1 时,腐蚀电流密度最小,缓蚀效率达到88. 08%。其原因可能是憐酸氨二氨与木质素横酸钢 在试样表面形成一层致密的保护膜,减缓AZ91D儀合金在50%乙二醇冷却液中的腐蚀作 用。
[0062] 表3 :AZ91D在50%乙二醇体系中不同比例憐酸氨二锭和木质素横酸钢的阻抗谱 拟合参数
[0063]
[0064] 根据表3中的拟合参数,其中Rs为处在儀合金电极与参比电极间的溶液层电阻, CPEf代表表面膜层电容(考虑"弥散效应",采用常相位角元件CPEf代表双电层电容),Rf 代表表面膜层电阻。Cdi、Rtt分别代双电层电容和电荷传递电阻。与50%乙二醇空白溶液 相比,AZ91D儀合金在添加了不同复配比缓蚀剂的溶液中,膜电阻Rf明显增大,通常认为,Rf 越大,则缓蚀剂表面膜层性能越好。表3中,与空白溶液相比,Rs减小,说明更利于离子在 溶液中的传递;CPEf增大,弥散指数η减小,Rf增大,均表明AZ91D儀合金表面形成一层膜, 起到一定的缓蚀作用;Cdi减小,R增大,表明在AZ91D局部传递阻力增大,在一定程度上阻 止表面局部腐蚀的发生,从而对AZ91D在50%乙二醇溶液中起到一定的缓蚀作用。当复配 比例为1:1时,Rf最大,从空白的5601Ω.cm2增加至26313Ω.cm2,是几个比例中的最大值。 对AZ91D儀合金在50%乙二醇冷却液中起到良好的保护作用。阻抗谱测试结果与极化曲线 测试结果相吻合。
[0065] 由极化曲线及阻抗测试结果表明,不同比例的憐酸氨二锭和木质素横酸钢复配后 对AZ91D儀合金在50 %乙二醇溶液中均有缓蚀作用,其中W1:1复配时为其他比例中的最 优比例,大大提高了AZ91D儀合金在50% (体积分数)乙二醇体系中的耐蚀性,为发动机冷 却液中儀合金的材料保护提供了可靠方案。
[006引 实施例3 :
[0067] 两中缓蚀剂复配W1:1进行浓度变化试验。
[0068] (1)AZ91D儀合金工作电极前处理同实施例1
[0069] 似试验溶液的配制
[0070] 本专利采用50 % (体积分数)乙二醇型发动机冷却液体系,腐蚀水溶液参考ASTM D1384-96(148mg/LNa2S〇4+138mg/LNa肥〇3+165mg/L化C1)配制。
[0071] 其余溶液分别为:
[0072] ①0. 0625g/L憐酸氨二锭+0. 0625g/L木质素横酸钢;
[0073] ②0. 125g/L憐酸氨二锭+0. 125g/L木质素横酸钢;
[0074] ③0. 25g/L憐酸氨二锭+0. 25g/L木质素横酸钢;
[00巧]④0. 5g/L憐酸氨二锭+0. 5g/L木质素横酸钢;
[0076] ⑥Ig/L憐酸氨二锭+lg/L木质素横酸钢。
[0077] (3)试验仪器及方法
[007引采用输力强1287电化学测试系统中极化曲线和电化学阻抗谱(EI巧对本缓蚀剂 的缓蚀性能进行测试:采用Ξ电极体系,用处理好的AZ91D儀合金做工作电极,Pt片做辅 助电极,饱和甘隶电极做参比电极;极化曲线测试的电位扫描范围约为-0.30(vs0C巧~ +0. 30(vs0CP)V,扫描速度为0. 5mv.si。电化学阻抗谱测试频率范围为0.Ol-lOOKHz,交 流电激励信号为5mV的正弦波。测试时是在25°C,50% (体积分数)乙二醇型发动机冷却 液体系中0.化后在开路电位下进行的。
[007引 (4)试验结果
[0080] 对应的电化学数据列于下表5 :
[0081] 表4 :AZ91D在50%乙二醇体系中添加复配缓蚀剂总浓度变化的极化曲线拟合参 数
[0082]

脚)8引 由表4中可知,与50%乙二醇空白溶液相比,当复配缓蚀剂总浓度小于0. 5g/ L时,随着缓蚀剂浓度的增大,腐蚀电流密度逐渐减小至0. 7257uA/cm2,缓蚀效率升高到 93. 16% ;当浓度大于0. 5g/L时,随着浓度的增大,腐蚀电流密度从0. 7257uA/cm2增加到 2. 6168uA/cm2,缓蚀效率下降至75. 32%。当浓度为0. 5g/L时,缓蚀效率最高。
[0084] 表5 :AZ91D儀合金在50 % (体积分数)乙二醇体系中添加缓蚀剂总浓度变化的 阻抗谱拟合参数
[0085]
[008引 由表5可知,与50%乙二醇空白溶液相比,加入缓蚀剂后的膜电阻Rf均明显增大, 且随着缓蚀剂浓度增大,膜电阻Rf先增大后减小,当总浓度为0. 5g^时Rf从5601Ω.cm2 增加到45581Ω.cm2,是总浓度中的最大值,说明复配的缓蚀剂在此浓度时具有非常优异的 缓蚀性能,与极化曲线的测试结果一致。
[0087] 实施例4 :
[0088] 憐酸氨二锭和木质素横酸钢进行失重实验来验证电化学测试结果。
[0089] 试验过程具体如下:
[0090] (DAZ91D儀合金试样前处理
[0091] 将AZ91D儀合金试样尺寸加工成39. 5x31x4. 5mm用于失重实验,10x10x4. 5mm用于 表面分析测试。工作面用金相砂纸从200#、320#、400#、600#、800#、1000#、1200#逐级打磨, 丙酬除油、乙醇清洗,然后置于冷空气中干燥待用。
[0092] 似试验溶液的配制
[0093] 采用50 % (体积分数)乙二醇型发动机冷却液体系,腐蚀水溶液参考ASTM D1384-96(148mg/LNa2S〇4+138mg/LNa肥〇3+165mg/L化C1)配制。
[0094] 其余溶液分别为:①0. 0625g/L憐酸氨二锭+0. 0625g/L木质素横酸钢;
[0095] ②0. 125g/L憐酸氨二锭+0. 125g/L木质素横酸钢;
[0096] ③0. 25g/L憐酸氨二锭+0. 25g/L木质素横酸钢;
[0097] ④0. 5g/L憐酸氨二锭+0. 5g/L木质素横酸钢;
[0098] ⑥Ig/L憐酸氨二锭+lg/L木质素横酸钢。
[0099] (3)试验仪器及方法
[0100] 将清洗、干燥后的试样用分析天平(精确到O.lmg)称初始重量W。,W50% (体 积分数)乙二醇溶液为空白对比,将加工好的失重试样3块和表面分析测试试样1块浸 没于500ml配制好的①-⑥溶液中,试样之间用聚四氣乙締垫片隔开,用水浴锅恒溫控制 25°C,浸泡7天。浸泡7天后将试样取出,用去离子水清洗并干燥,将失重试样浸于200g/ 1化〇3+10g/lAgN〇3溶液中超声清洗8min,清除儀合金表面腐蚀产物,并用无水乙醇和丙酬 超声清洗,用去离子水清洗后冷风吹干,称取最终重量Wi。
[010。 表面分析测试试样用去离子水清洗并干燥,用VEGA3SBU型扫描电子显微镜观察 AZ91D儀合金表面形貌。
[0102] (4)试验结果
[0103] 腐蚀速度的质量指标可W用失重腐蚀速度来表示:
[0104]
[0105] 式中,V表示失重腐蚀速度,单位g/(m2,h) ;W。表示腐蚀前金属试样的质量,单位 g;Wi表示腐蚀后经出去腐蚀产物处理的试样质量,单位g;S是试样暴露表面积,单位nf;t 是腐蚀的时间,单位h.
[0106] 失重实验数据列于表6:
[0107] 表6 :AZ91D儀合金在50%乙二醇体系中1:1复配缓蚀剂浓度变化的失重结果 [010 引
[0109] 由表6中可知,与50%乙二醇空白溶液相比,加入不同浓度的复配缓蚀剂的失重 量均有一定程度的减少,腐蚀速率也有所下降。当浓度小于0. 5g/L时,随着浓度的增大, 失重量逐渐减少,对应的腐蚀速率也减小,计算出的缓蚀效率逐渐增大到83. 76% ;当浓度 大于0. 5g/L时,随着浓度的增大,失重量逐渐增加,腐蚀速率也有所增加,缓蚀效率下降至 49. 97 %,运个趋势与电化学测试结果吻合。当浓度为0. 5g/l时失重量最小,腐蚀速率最 低,缓蚀效率达到83. 76%。运个结果与电化学测试结果计算出的缓蚀效率有一定的差异, 运可能是因为电化学测试是瞬时腐蚀速率,而失重实验测得的是平均腐蚀速率,但电化学 测试结果与失重实验结果有比较好的相关性,通过失重实验得出的结果很好地验证了电化 学测试得出的结论。
[0110] 参见图2和图3,图2是25°C时AZ91D儀合金在50%乙二醇溶液中没有添加缓蚀 剂浸泡7天的沈Μ图。图3是25°C时AZ91D儀合金在50%乙二醇溶液中添加缓蚀剂浸泡 7天的沈Μ图。
[0111] 从图中可W看出,未加缓蚀剂的AZ91D儀合金表面产生了明显的孔蚀和裂纹,基 体表面已被破坏。添加了 0. 5g/L复配缓蚀剂的AZ91D儀合金表面没有产生孔蚀
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