专利名称：一种对HSn70－1黄铜进行表面防腐蚀处理的方法
技术领域：
本发明涉及一种对金属表面进行防腐蚀处理的方法，更具体地说是涉及一种对HSn70-1黄铜进行表面处理形成单分子阻蚀膜的方法。
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，如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。科研人员一直在研究和寻找一种对HSn70-1黄铜进行表面处理形成单分子阻蚀膜的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在HSn70-1黄铜表面形成一层防止腐蚀的自组装单分子阻蚀膜的表面处理工艺方法。
本发明采用的技术方案一种对HSn70-1黄铜进行表面防腐蚀处理的方法，包括下列步骤a.HSn70-1黄铜表面处理对HSn70-1黄铜进行0#～6#逐级打磨抛光、无水乙醇除油、去离子水洗净备用；b.配制缓蚀剂配制浓度为10-2mol/L的植酸溶液，pH值为1.76～1.78；
c.形成单分子阻蚀膜将经过表面处理的HSn70-1黄铜浸渍于所述植酸溶液缓蚀剂中，浸渍温度为20～30℃，浸渍时间为0.5～2小时，最终在HSn70-1黄铜表面通过吸附形成一层植酸自组装单分子阻蚀膜。
发明的有益效果，本发明采用植酸作为缓蚀剂，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，从而减缓了黄铜的腐蚀。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+、Cu2+、Ni2+、Zn2+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。本发明在组装植酸单分子膜后HSn70-1黄铜的腐蚀电位正移，自组装膜的形成抑制了HSn70-1黄铜腐蚀的阳极反应，增大了其阳极极化，达到了对HSn70-1黄铜进行表面防腐处理的目的。
图1为HSn70-1黄铜电极在10-2mol/L、pH＝1.78的植酸自组装液中组装的时间电位曲线图；图2a为HSn70-1黄铜电极在10-2mol/L、pH＝1.78的植酸自组装液中组装不同时间后在3％NaCl溶液中的Nyquist图；图2b为HSn70-1黄铜电极在10-2mol/L、pH＝1.78的植酸自组装液中组装不同时间后在3％NaCl溶液中的Bode图；图3为HSn70-1黄铜电极在10-2mol/L、pH＝1.78的植酸自组装液中组装不同时间后在3％NaCl溶液中的极化曲线图。
具体实施例方式
下面通过实施例对本发明进一步详细描述，一种对HSn70-1黄铜进行表面防腐蚀处理的方法，包括下列步骤a.HSn70-1黄铜表面处理对HSn70-1黄铜进行0#～6#逐级打磨抛光、无水乙醇除油、去离子水洗净备用；b.配制缓蚀剂配制浓度为10-2mol/L的植酸溶液，pH值为1.76～1.78；c.形成单分子阻蚀膜将经过表面处理的HSn70-1黄铜浸渍于所述植酸溶液缓蚀剂中，浸渍温度为20～30℃，浸渍时间为0.5～2小时，最终在HSn70-1黄铜表面通过吸附形成一层植酸自组装单分子阻蚀膜。
实施例1(1)将HSn70-1黄铜先经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)配制自组装液分析纯的植酸即肌醇六磷酸酯，分子式为C6H18O24P6，pH值为1.78，所配制的植酸溶液的浓度为10-2mol/L；(3)将上述HSn70-1黄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HSn70-1黄铜表面吸附有一层植酸自组装单分子阻蚀膜。
接下来将Sn70-1黄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1.78。
2、准备好实验电解液实验电解液为3％Nacl溶液。
3、HSn70-1黄铜电极的准备把HSn70-1黄铜制成立方柱形电极。其工作面为0.35cm2，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(ORC)处理，随后在3％的KCl溶液中-0.25mV下极化处理60S，再在-1.1mV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，在黄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HSn70-1黄铜电极为工作电极，辅助电极为铂电极，参比电极为饱和甘汞电极。
5、采用的测量仪器交流阻抗和极化曲线的测定仪器为交流阻抗测量使用PARC M398系统，测量频率范围为100.00kHz-0.1Hz，交流激励信号峰值为5mV，极化曲线法的扫描速率为1mV/s；扫描电位为-0.65V～-0.05V，实验中所示电位均相对于饱和甘汞电极。
6、试验结果评价通过实验得到4个实验曲线图，参见
。图1为HSn70-1黄铜电极在10-2mol/L的植酸自组装液(pH＝1.78)中组装的时间电位曲线，图2a为铜镍合金(白铜)电极在10-2mol/L的植酸自组装液(pH＝1.78)中组装不同时间后在3％NaCl溶液中的Nyquist图；图2b为HSn70-1黄铜电极在10-2mol/L的植酸自组装液(pH＝1.78)中组装不同时间后在3％NaCl溶液中的Bode图；图3为HSn70-1黄铜电极在10-2mol/L的植酸自组装液(pH＝1.78)中组装不同时间后在3％NaCl溶液中的极化曲线图。
参见图1，图1为HSn70-1黄铜电极在10-2mol/L的植酸溶液中自组装过程的时间-电位曲线，由图可知，当电极浸入植酸溶液中自组装过程初期，电位急剧升高，这可能是由于植酸分子在电极表面形成了SAMs，使得电位升高，500s后电位变化缓和，1000s后电位升高近10mV，基本稳定在-10mV左右，说明植酸分子易在HSn70-1黄铜表面形成稳定的植酸SAMs。
参见图2a和2b(图中曲线 为空白，+++++为组装0.25h， 为组装0.5h，×××××为组装1h，□□□□□为组装2h)，图2a中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2a中可看出，随着时间从0小时增加上0.5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0.5小时后，阻抗谱图呈下降趋势。因此组装时间为0.5小时，缓蚀效果最好。从图2b中也可以看出组装0.5小时，阻抗|Z|最大，缓蚀效果最好。
参见图3(图中曲线——为空白，
为组装0.25h，
为组装0.5h，
为组装1h，
为组装2h)，HSn70-1黄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，如表1所示。
表1.不同组装时间的HSn70-1黄铜电极在3％NaCl溶液中的Ecoor和Icoor
由表1可知在3％NaCl溶液空的试验时HSn70-1黄铜的腐蚀电流密度为41.83μA/cm2，在组装了植酸单分子膜后腐蚀电流密度明显降低，组装0.5h后腐蚀电流密度最低为2.203μA/cm2，说明植酸自组装单分子膜对3％NaCl溶液中的HSn70-1黄铜有很好的缓蚀效果。这个结果符合交流阻抗得到的结论。此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HSn70-1黄铜的腐蚀电位正移，这说明白组装膜的形成抑制了HSn70-1黄铜腐蚀的阳极反应，增大了其阳极极化。
以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种对HSn70-1黄铜进行表面防腐蚀处理的方法，包括下列步骤a.HSn70-1黄铜表面处理对HSn70-1黄铜进行0#～6#逐级打磨抛光、无水乙醇除油、去离子水洗净备用；b.配制缓蚀剂配制浓度为10-2mol/L的植酸溶液，pH值为1.76～1.78；c.形成单分子阻蚀膜将经过表面处理的HSn70-1黄铜浸渍于所述植酸溶液缓蚀剂中，浸渍温度为20～30℃，浸渍时间为0.5～2小时，最终在HSn70-1黄铜表面通过吸附形成一层植酸自组装单分子阻蚀膜。
全文摘要
本发明公开了一种对HSn70－1黄铜进行表面防腐蚀处理的方法，包括下列步骤a.HSn70－1黄铜表面处理对HSn70－1黄铜进行0#～6#逐级打磨抛光、无水乙醇除油、去离子水洗净备用；b.配制缓蚀剂配制浓度为10
文档编号C23F11/00GK101078122SQ200710040268
公开日2007年11月28日 申请日期2007年4月29日 优先权日2007年4月29日
发明者徐群杰, 万宗跃, 黄诗俊 申请人:上海电力学院