铜及其合金光亮防锈表面处理技术的研究

论文摘要

铜及铜合金色泽美观,性能优异,广泛应用于机械、化学、电子等众多工业领域。铜的化学性质较为活泼,长时间暴露于空气或水中,尤其是在有腐蚀介质存在的环境中很容易发生腐蚀。因此铜的腐蚀与防护问题是腐蚀学领域一个亟待解决的重要问题。本文分别研究了苯并三氮唑(BTA)、十二烷基硫醇分子自组装和水溶性环氧树脂有机涂层对铜腐蚀的抑制作用,结果表明:(1)单一的BTA对铜的钝化缓蚀效果不佳,使用Na2MoO4和表面活性剂后可有效改善钝化膜抑制腐蚀的能力;(2)十二烷基硫醇在铜表面自组装成膜,该膜层分子取向整齐、排列紧密,具有憎水基,可有效防止基底与腐蚀离子的接触,从而达到有效抑制铜腐蚀的作用;(3)在铜表面覆盖水溶性环氧树脂有机涂层可有效抑制铜的腐蚀。而在覆盖水溶性有机环氧树脂涂层前,对铜电极进行表面十二烷基硫醇自组装可以提高有机涂层的附着力,双层膜协同作用,进一步提高覆盖膜的缓蚀性能。通过湿热试验、失重法、电化学极化曲线和交流阻抗法等方法对各缓蚀膜抑制腐蚀性能分别进行了测试,对缓蚀膜在湿热环境中的腐蚀变化现象及在0.51 mol/L NaCl溶液中的腐蚀电位、腐蚀电流密度、电荷传递电阻和表面覆盖情况做出了分析。试验表明,十二烷基硫醇自组装膜不仅具有良好的抑制腐蚀的作用,还可以有效促进有机涂层对金属腐蚀的抑制作用。自组装技术的兴起和发展为新型缓蚀剂的开发提供了新的思路,在金属腐蚀与防护领域中的研究具有重要理论价值和广阔的应用前景。十二烷基硫醇在铜腐蚀防护上的应用研究也为进一步研究此类单分子膜在金属腐蚀防护领域的广泛应用提供参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 铜的腐蚀行为
• 1.2 铜腐蚀控制方法
• 1.2.1 无机钝化技术
• 1.2.2 有机缓蚀技术
• 1.2.3 自组装技术
• 1.2.4 树脂涂层技术
• 1.3 本课题研究内容
• 第二章 实验方法
• 2.1 实验材料与溶液
• 2.2 缓蚀膜的制备
• 2.2.1 BTA 钝化处理
• 2.2.2 自组装膜的制备
• 2.2.3 水溶性环氧树脂有机涂层制备
• 2.3 测试方法及原理
• 2.3.1 失重法
• 2.3.2 湿热试验
• 2.3.3 电化学极化曲线
• 2.3.3 电化学阻抗谱
• 第三章 BTA 钝化膜对铜的缓蚀作用
• 3.1 引言
• 3.2 铜表面BTA 单一钝化处理
• 3.2.1 试样预处理
• 3.2.2 钝化试验及结果
• 3.3 铜表面钝化处理正交试验
• 3.3.1 试样预处理
• 3.3.2 试验因素及水平
• 3.4 表面活性剂对钝化效果的影响
• 3.4.1 钝化处理
• 3.4.2 湿热试验
• 3.4.3 钝化膜电化学测试与分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 铜表面十二烷基硫醇自组装膜的缓蚀作用研究
• 4.1 引言
• 4.2 影响烷基硫醇自组装膜质量的因素
• 4.3 正交试验设计
• 4.3.1 试验设计
• 4.3.2 自组装膜的制备
• 4.3.3 试验结果与讨论
• 4.4 自组装膜的缓蚀性能研究
• 4.4.1 失重法
• 4.4.2 极化曲线
• 4.4.3 电化学阻抗谱
• 4.5 本章小结
• 第五章 水溶性有机涂层的缓蚀作用研究
• 5.1 引言
• 5.2 水溶性有机涂层防护机制
• 5.3 水溶性有机涂层的性能研究
• 5.3.1 水溶性有机涂层的制备
• 5.3.2 湿热试验
• 5.3.3 极化曲线
• 5.3.4 交流阻抗
• 5.4 影响涂层耐蚀性能的因素分析
• 5.5 自组装膜改善涂层耐蚀性能的机理分析
• 5.6 三种膜缓蚀性能对比分析
• 5.7 本章小结
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文