专利名称：一种铜镍合金(白铜)的防腐蚀方法
技术领域：
本发明涉及一种铜镍合金(白铜)的防腐蚀方法，更确切地说，是涉及一种在铜镍合金(白铜)表面形成植酸自组装单分子阻蚀膜的方法。属金属合金的防腐蚀技术领域。
背景技术：
金属腐蚀是金属在环境中的腐蚀介质发生作用而使金属成为氧化状态的热力学自发过程。据报道，每年由于金属腐蚀而造成的经济损失占国民生产总值的1.5～2.4％。为了减缓金属腐蚀或防止金属腐蚀，采用涂层保护的方法是防腐蚀方法中应用最广泛也是最有效的措施。
将特定的缓蚀剂，将缓蚀剂分子自组装在金属表面上，形成致密、有序的单分子膜，它可以阻挡环境介质对基底金属的侵蚀，保护基底金属免遭腐蚀。
因此，科研人员在研究和寻找一种更为有效的缓蚀剂方面曾作了大量研究工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种铜镍合金(白铜)的防腐蚀方法。本发明的又一目的是提供一种在铜镍合金(白铜)表面形成一层防止腐蚀的自组装单分子阻蚀膜的方法。
本发明一种铜镍合金(白铜)的防腐蚀方法，其特征在于具有以下过程和步骤a.将铜镍合金(白铜)先经0#～6#逐级打磨抛光、去离子水清洗、去离子水洗净后，备用；b.配制缓蚀剂采用分析纯的植酸，即肌醇六磷酸酯；其分子压为C6H18O24P6；pH值为1.76；所配制的植酸溶液的浓度为10-2mol/L；c.将上述铜镍合金(白铜)浸渍于上述的缓蚀剂植酸溶液中，浸渍温度为20～30℃，浸渍时间为1～6小时；最终在铜镍合金(白铜)表面吸附有一层植酸自组装单分子阻蚀膜。
本发明方法的机理叙述如下采用的缓蚀剂植酸，其分子结构中有能同金属配合的24个氧原子、12个羟基和6个磷酸基；6个磷酸基只有1个处于a位，其他5个均在e位上，其中有4个磷酸基处于同一平面上，所以植酸易溶于水，表现较强的酸性。植酸是一种少见的金属螯合剂，在水溶液中易发生电离出氢离子，电离后带负电荷，当金属与其接触时，金属易失去电子而带正荷。又由于植酸分子具有6个磷酸基，每个磷酸基中的氧原子都可以作为配位原子和金属离子进行螯合，故其极易与金属表面呈正电性的金属离子结合，在金属表面发生化学吸附，用金属结合形成很稳定的络合物。植酸分子通过-P＝0磷酸基在白铜表面形成一层致密的单分子保护膜，它能有效地阻止O2等进入金属表面，从而减缓了白铜的腐蚀。
植酸由于具有独特的分子结构及理化性质，而且具有天然毒特性，可以被用来作为缓蚀剂。植酸最有使用价值的是其特殊功能，它与Fe3+、Cn2+、Ni2+、Zn+2等金属离子有着特别强的螯合能力，形成螯合物附着在金属表面阻步金属的腐蚀。因此植酸可作为一种较理想的绿色环保型缓蚀剂。
具体实施例方式
现将本发明的具体实施例叙述于后。
实施例1本实施例的具体步骤如下(1)将铜镍合金(白铜)先经0#～6#逐级打磨抛光、去离子水清洗、无水乙醇除油、去离子水洗净后，备用；(2)配制自组装液采用分析纯的植酸，即肌醇六磷酸酯；其分子压为C6H18O24P6；pH值为1.76；所配制的植酸溶液的浓度为10-2mol/L；(3)将上述铜镍合金(白铜)浸渍于上述的缓蚀剂植酸溶液中，浸渍温度为25℃，浸渍时间为6小时；最终在铜镍合金(白铜)表面吸附有一层植酸自组装单分子阻蚀膜。铜镍合金(白铜)作为电极进行电化学实验和测试。
1、缓蚀剂植酸溶液的配制用分析纯的植酸即肌醇六磷酸酯配制成浓度为10-2mol/L的植酸溶液，其pH值为1.76。
2、准备好实验电解液实验电解液为3％Nacl溶液。
3、铜镍合金(白铜)电极的准备把铜镍合金(白铜)制成立方柱形电极。其工作面为2cm2，非工作面用环氧树脂涂封；电极先经净化处理，再经氧化还原处理，随后在3％的Nacl溶液中-0.20mV下极化处理120S，再在-0.5mV下极化处理60S，之后立即浸入10-2mol/L的植酸自组装溶液中，组装不同时间，在白铜电极表面得到不同厚度的自组装膜。
4、电化学体系的构成采用电解池的三电极体系，以铜镍合金(白铜)电极为工作电极，辅助电极为铂电极，参比电极为双液极饱和甘汞电极。
5、采用的测量仪器交流阻抗和极化曲线的测定仪器为Solartron-1287能恒电位仪，Solartron-1255B频响分析仪。交流阻抗的测试频率为0.005Hz～100KHz；正弦电势扰动为5mV；极化曲线法的扫描速率为1mV/S；扫描电位为-0.65V～-0.05V。
图1为铜镍合金(白铜)电极在10-2mol/L的植酸自组装液(pH＝1.76)中组装不同时间后在3％Nacl溶液中的Nyquist图。
图2为铜镍合金(白铜)电极在10-2mol/L的植酸自组装液(pH＝1.76)中组装不同时间后在3％Nacl溶液中的极化曲线图。
试验结果评价通过实验，可得到2个实验曲线图。参见图1和图2，图1为铜镍合金(白铜)电极在10-2mol/L的植酸自组装液(pH＝1.76)中组装不同时间后在3％Nacl溶液中的Nyquist图；图2为铜镍合金(白铜)电极在10-2mol/L的植酸自组装液(pH＝1.76)中组装不同时间后在3％Nacl溶液中的极化曲线图。
参见图1，该阻抗谱图呈一半圆形，半圆弧形部分若按其轨迹延长可与横轴相交，这样在横轴上两个交点之间的弦长距离值称为膜电阻Rf，Rf越大，说明缓蚀效果越好。从图1中可看出，随着时间从0小时增加上6小时，对应的阻抗谱图弦长增加，Rf越大，缓蚀效果越好，但组装时间超过6小时后，阻抗谱图呈下降趋势。因此组装时间为6小时，缓蚀效果最好。
参见图2，白铜电极在植酸自组装液中组装不同时间后在3％Nacl溶液中的极化曲线，其相关的电化学数据，即腐蚀电位Ecoor、腐蚀电流密度Icoor如下表1所示表1 不同组装时间的自铜电极在3％Nacl溶液中的Ecoor和Icoor
从表1可知，在3％Nacl溶液空的试验时白铜的腐蚀电流密度为51.28μA/cm2，在植酸单分子膜组装0.5h后腐蚀电流密度明显降低，为19.95μA/cm2；组装6h后腐蚀电流密度大大降低，为7.761μA/cm2，说明植酸自组装单分子膜对3％Nacl溶液中的白铜有明显的缓蚀效果。这个结果符合交流阻抗得到的结论。另外从极化曲线图中也可以看出在形成自组装植酸单分子膜后白铜的腐蚀电位正移，这说明自组装膜的形成抑制了白铜腐蚀的阳极反应，增大了其阳极极化。
权利要求
1.一种铜镍合金(白铜)组装植酸自组装单分子阻蚀膜的防腐蚀方法，其特征在于具有以下过程和步骤a.将铜镍合金(白铜)先经0#～6#金相砂纸逐级打磨抛光、去离子水清洗、无水乙醇除油、去离子水洗净后，备用；b.配制缓蚀剂采用分析纯的植酸，即肌醇六磷酸酯；其分子压为C6H18O24P6；pH值为1.76；所配制的植酸溶液的浓度为10-2mol/L；c.将上述铜镍合金(白铜)浸渍于上述的缓蚀剂植酸溶液中，浸渍温度为20～30℃，浸渍时间为1～6小时；最终在铜镍合金(白铜)表面吸附有一层植酸自组装单分子阻蚀膜。
全文摘要
本发明涉及一种铜镍合(白铜)的防腐蚀方法，也即是涉及一种在铜镍合金(白铜)表面形成自组装单分子阻蚀膜的方法，属金属合金的防腐蚀技术。本发明方法采用分析纯的植酸，即肌醇六磷酸酯，配制成浓度为10
文档编号C23F11/00GK101029396SQ20071003874
公开日2007年9月5日 申请日期2007年3月29日 优先权日2007年3月29日
发明者印仁和, 万宗跃, 徐群杰, 朱律均, 薛雷刚 申请人:上海大学