专利名称：一种用于抑垢的三元非晶态合金及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种抑垢非晶态合金及制备方法，尤其是一种适用于抑制热交换器表 面污垢粘附的三元非晶态合金及制备方法。
背景技术：
热交换器表面的污垢严重地影响了设备的正常运行，造成了巨大的经济损失。这 一问题对于电力、石油炼制、乳品加工、水泥等高能耗行业尤为突出。在防垢方面，工业上 目前广泛应用了“阻垢剂”技术。但是，一方面，其作用机理尚未完全清楚，从而限制了新 型阻垢剂的开发与应用。另一方面，添加“阻垢剂”污染了环境，亦不能从根本上解决污垢 附着于换热表面的问题。相对于清洁以及流动工况来讲，亟待解决的是进一步改善金属表 面的固有性质和特性，以达到不生垢的效果。有机涂层换热表面能够提高热交换器表面的 抗垢性能，然而，采用有机涂层降低了热交换器的传热特性。因此，开发低成本的特种镀层 换热表面，从而解决热交换器的污垢粘附问题，具有很好的现实意义。文献“Surface and Coatings Technology" (2009,203(12) =1559-1564)公开了镍-磷二元镀层在用于热交换 器方面具有良好的抗垢性能。它是以硫酸镍为主盐，次亚磷酸钠为还原剂制备的二元金属 基镀层，虽然可使热交换器表面产生较好抗垢效果，也提高了热交换器的传热性能，但其热 稳定性较低，影响了镀层的使用寿命。
发明内容
技术问题本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种方法简单，热稳定性 高，效果良好的用于抑垢的三元非晶态合金及制备方法。技术方案本发明用于抑垢的三元非晶态合金，包括硫酸镍(NiSO4 ·6Η20)主 盐，次亚磷酸钠(NaH2PO2 · H2O)还原剂，其特征在于在所述的硫酸镍(NiSO4 · 6Η20)主 盐和次亚磷酸钠(NaH2PO2 · H2O)还原剂中加入硫酸铜(CuSO4 · 5Η20)主盐，以及柠檬酸钠 (C6H5Na3O7 · 2Η20)络合剂、乙酸铵(NH4AC)缓冲剂。所述的硫酸镍(NiSO4 · 6Η20)主盐约为30g/L，硫酸铜(CuSO4 · 5H20)主盐为 0. 2-1. 8g/L，次亚磷酸钠(NaH2PO2 -H2O)还原剂约为26g/L，柠檬酸钠(C6H5Na3O7. 2H20)络合 剂为38-46g/L，乙酸铵(NH4AC)缓冲剂约为45g/L称取原料。本发明用于抑垢的三元非晶态合金制备方法a、首先将约为 30g/L 的硫酸镍(NiSO4 ·6Η20)、0. 2-1. 8g/L 的硫酸铜(CuSO4 ·5Η20) 主盐溶解后，充分搅拌；b、在充分搅拌下的主盐中加入溶解的38_46g/L的柠檬酸钠(C6H5Na3O7 · 2H20)络 合剂混合均勻，得到溶液A ；C、然后在溶液A中加入溶解后的约为26g/L的次亚磷酸钠(NaH2PO2 -H2O)还原剂， 充分搅拌均勻，得到溶液B;d、在溶液B中加入溶解后的约45g/L的乙酸铵(NH4AC)缓冲剂，充分搅拌均勻，得到溶液C ；e、用氢氧化钠调整溶液C的PH值为8. 5 9.0 ；在80 90°C的温度下即可在工
件表面上形成三元非晶态合金。有益效果本发明以磷作为促进非晶形成相，同时添加金属铜，能进一步促进镀 层的非晶形成能力，同时，提高镀层的热稳定性，在污垢聚集严重的工况下，采用该三元 镍-铜-磷非晶态合金镀层制备的换热表面，可增强设备的抗垢性能，提高设备的使用寿 命，同时，降低设备成本。经结构形态分析表明，三元镍-铜-磷镀层的非晶形成能力明显优 于二元镍_磷镀层，热稳定性也得到大大提高；同时，三元镍-铜-磷镀层表面污垢的粘附 量是二元镍-磷镀层表面污垢粘附量的0. 75-0. 90倍。明显提高了热交换器的抗垢性能。 其方法简单，操作方便，使用效果好，在本技术领域内具有广泛的实用性。
具体实施例方式实施例一、1、按硫酸镍(NiSO4 ·6Η20)主盐约为 30g/L，硫酸铜(CuSO4 · 5H20)主盐为 0. 5g/L， 次亚磷酸钠(NaH2PO2 · H2O)还原剂约为26g/L，柠檬酸钠(C6H5Na3O7. 2H20)络合剂为40g/L， 乙酸铵(NH4AC)缓冲剂约为45g/L称取原料；2、首先称取约为 30g/L 的硫酸镍(NiSO4 · 6Η20)、0· 5g/L 的硫酸铜(CuSO4 · 5H20) 主盐，用去离子水在缓慢加热的状态下充分溶解，然后充分搅拌；3、充分搅拌上述得到的主盐溶液，并在搅拌的同时加入用去离子水溶解的40/L 的柠檬酸钠(C6H5Na3O7. 2H20)络合剂，充分搅拌，混合均勻，得到溶液A ；4、充分搅拌上述得到的溶液A，并在搅拌的同时加入用去离子水溶解的约为26g/ L的次亚磷酸钠(NaH2PO2 · H2O)还原剂，充分搅拌，混合均勻，得到溶液B ；5、充分搅拌上述得到的溶液B，并在搅拌的同时加入用去离子水溶解的约45g/L 的乙酸铵(NH4AC)缓冲剂，充分搅拌，混合均勻，得到溶液C;6、用氢氧化钠调整溶液C的PH值为8.5 9.0，并在搅拌的同时加入去离 子水，使溶液量达到设定的体积即得到含有约为30g/L的硫酸镍(NiSO4 · 6Η20)，0· 5g/ L的硫酸铜(CuSO4 · 5H20)，约为26g/L的次亚磷酸钠(NaH2PO2 · H2O)，40g/L的柠檬酸钠 (C6H5Na3O7. 2H20)，约为45g/L的乙酸铵(NH4AC)混合溶液；将活化后的工件放入上述混合溶 液中，在80 90°C的温度下即可在工件表面上形成三元非晶态合金镀层。实施例二、与实施例一基本相同，不同的是主盐硫酸铜(CuSO4 · 5H20)为0. 2g/L，相同部分 略。实施例三、与实施例一基本相同，不同的是主盐硫酸铜(CuSO4 · 5H20)为1. 8g/L，相同部分 略。上述实施例中所有的原料溶液均以升为计量单位。
权利要求
一种用于抑垢的三元非晶态合金，包括硫酸镍(NiSO4·6H2O)主盐，次亚磷酸钠(NaH2PO2·H2O)还原剂，其特征在于在所述的硫酸镍(NiSO4·6H2O)主盐和次亚磷酸钠(NaH2PO2·H2O)还原剂中加入硫酸铜(CuSO4·5H2O)主盐，以及柠檬酸钠(C6H5Na3O7.2H2O)络合剂、乙酸铵(NH4AC)缓冲剂。
2.根据权利要求1所述的用于抑垢的三元非晶态合金，其特征在于所述的硫酸镍 (NiSO4 · 6Η20)主盐约为30g/L,硫酸铜(CuSO4 · 5H20)主盐为0. 2-1. 8g/L，次亚磷酸钠 (NaH2PO2 · H2O)还原剂约为26g/L，柠檬酸钠(C6H5Na3O7. 2H20)络合剂为38_46g/L，乙酸铵 (NH4AC)缓冲剂约为45g/L称取原 料。
3.一种用于抑垢的三元非晶态合金制备方法，其特征在于a、首先将约为30g/L的硫酸镍(NiSO4· 6H20)、0. 2-1. 8g/L的硫酸铜(CuSO4 · 5H20)主 盐在去离子水中溶解后，充分搅拌；b、在充分搅拌下的主盐中加入用去离子水溶解的38-46g/L的柠檬酸钠 (C6H5Na3O7. 2H20)络合剂混合均勻，得到溶液A ；c、然后在溶液A中加入用去离子水溶解后的约为26g/L的次亚磷酸钠(NaH2PO2· H2O) 还原剂，充分搅拌均勻，得到溶液B ；d、在溶液B中加入用去离子水溶解后的约45g/L的乙酸铵(NH4AC)缓冲剂，充分搅拌 均勻，得到溶液C;e、用氢氧化钠调整溶液C的PH值为8.5 9. 0 ；在80 90°C的温度下即可在活化后 的工件表面上形成三元非晶态合金。
全文摘要
一种用于抑垢的三元非晶态合金及制备方法，三元非晶态合金包括硫酸镍主盐，次亚磷酸钠还原剂，在所述的硫酸镍主盐和次亚磷酸钠还原剂中加入硫酸铜主盐，以及柠檬酸钠络合剂、乙酸铵缓冲剂；其制备方法是将硫酸镍、硫酸铜主盐用去离子水溶解后，在充分搅拌下，加入用去离子水溶解的柠檬酸钠络合剂；然后在上述溶液中加入用去离子水溶解后的次亚磷酸钠还原剂，充分搅拌均匀后加入用去离子水溶解后的乙酸铵缓冲剂，充分搅拌均匀即可；用氢氧化钠调整上述溶液的pH值为8.5～9.0；在80～90℃的温度下即可在活化后的工件表面上形成三元非晶态合金。该三元非晶态合金用于热交换器表面，不仅可以增强设备的抗垢性能，还能提高设备的使用寿命，同时，降低设备成本。其方法简单，操作方便，使用效果好。
文档编号C22C45/04GK101906626SQ20101023709
公开日2010年12月8日 申请日期2010年7月23日 优先权日2010年7月23日
发明者朱真才, 程延海, 韩正铜 申请人:中国矿业大学