曹琨
,
付玉彬
,
李伟华
,
李云菊
,
侯保荣
材料保护
氯离子诱发的钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性的主要因素之一.利用电化学和表面分析技术研究了有机类表面迁移型阻锈剂在混凝土腐蚀模拟液中对混凝土块及其中钢筋的保护作用.结果表明:新型阻锈剂的缓蚀效率超过80%;加入新型阻锈剂后,钢筋表面平整;涂刷在混凝土表面的复合阻锈剂,能够迁移到混凝土内部,通过物理、化学吸附,在钢筋表面形成一层吸附膜,阻碍了氯离子与钢筋表面的接触,使腐蚀反应速率降低,从而起到了保护钢筋的作用.
关键词:
锈蚀
,
迁移型阻锈剂
,
腐蚀保护
,
混凝土
,
钢筋
,
氯离子
,
电化学方法
黄发军
,
曾冬铭
,
刘中兴
材料保护
过去有关丁基黄原酸添加剂对铜电沉积行为和电极过程影响的研究还不够.采用线性电位扫描(LSV)、计时电流(CA)、交流阻抗和Tafel极化曲线等电化学方法并结合金相显微镜,研究了添加剂丁基黄原酸的浓度对碱性HEDP(羟基乙叉二膦酸)体系镀铜电沉积过程的影响.结果显示:丁基黄原酸在阴极具有一定的吸附能力,对铜沉积有阻化作用,且丁基黄原酸浓度越大,阻化作用越强;铜电沉积的初期行为服从扩散控制和三维连续成核方式生长规律;丁基黄原酸能提高镀液的微观分散能力,使得镀层光滑而平整.
关键词:
碱性镀铜
,
添加剂
,
丁基黄原酸
,
HEDP
,
电化学方法
,
电沉积行为
,
作用机理
高继峰
,
刘德绪
,
龚金海
,
王勇
腐蚀与防护
采用电化学阻抗谱(EIS)、动电位极化曲线、失重法和扫描电镜研究了磷酸一氢钠对AZ91镁合金在0.05％NaCl溶液中的缓蚀行为,及其与部分有机物的协同作用.结果表明,因为磷酸一氢根离子与镁离子反应产生了镁盐沉淀物,磷酸一氢钠对镁合金有一定的缓蚀作用;有机磺酸盐、羧酸盐或氨酸盐单独使用时,这些缓蚀剂的阴离子可以部分吸附在镁合金表面上,从而起到一定程度的保护作用;磷酸一氢钠与磺酸盐复配使用时缓蚀效率最高.
关键词:
缓蚀剂
,
镁合金
,
磷酸一氢钠
,
电化学方法
孙雅茹
,
苏晓贺
材料保护
电化学磷化可以快速获得磷化膜，提高镁合金的耐蚀性，目前就电化学磷化工艺条件对膜层的影响研究尚不深入。为此，采用扫描电镜和电化学方法研究了电流密度和添加剂对镁合金电化学磷化膜耐蚀性的影响。结果显示：电流密度为4．oA／din。时基础磷化液中所得磷化膜表面致密均匀，具有良好的耐蚀性；以0．5g／L酒石酸和5．Og／L磷酸二氢钠作为电化学磷化的添加剂可以促进镁合金上磷化膜的生长，单独加入0．5g／L酒石酸和5．0g／L磷酸二氢钠时，所得磷化膜颗粒粗糙，将两者按此比例复配加入，所得膜层更加致密，耐蚀性得到提高。
关键词:
镁合金
,
电化学磷化
,
耐蚀性
,
电流密度
,
添加剂
,
电化学方法
秦廷伟
,
程英亮
,
王慧敏
,
王平
材料保护
采用酸性电解液微弧氧化,对环境有污染.为此,采用环保型的Na2SiO3-NaOH碱性电解液体系对ZK60镁合金进行了微弧氧化,研究了电解液组分浓度对微弧氧化膜耐腐蚀性的影响.结果表明:电解液中NaOH浓度越低,微弧氧化膜层的耐蚀性越好,粗糙度越小,成膜越均匀;随着Na2SiO3浓度增加,微弧氧化膜厚度增加,腐蚀电流变小,耐蚀性提高.
关键词:
电化学方法
,
ZK60镁合金
,
微弧氧化
,
耐蚀性
刘青
,
周桃玉
腐蚀与防护
采用电化学氧化方法一步制备了水溶性石墨烯量子点(GQDs),并用透射电子显微镜(HR-TEM)、红外光谱(FT-IR)、塔菲尔极化曲线(Tafel)和电化学阻抗谱(EIS)进行了表征和测试.结果表明,石墨烯量子点对碳钢在1 mol/L盐酸介质中具有良好的缓蚀效果,其作用效果为混合型.
关键词:
石墨烯量子点
,
电化学方法
,
碳钢
,
盐酸
,
缓蚀
刘秀玉
材料导报
自组装膜(SAMs)是分子在溶液(或气态)中自发通过化学键牢固地吸附在固体基底上而形成的有序分子膜.由于其堆积紧密、结构稳定,因而具有抑止腐蚀的作用.铁在空气中易氧化,表面均有一层氧化铁,且很难处理,因此关于铁和不锈钢金属表面自组装膜的报道较少.在铁金属表面上组装膜主要集中在烷基硫醇体系,由于烷基硫醇的毒性以及自组装膜的不稳定性,如何寻找新型缓蚀剂在铁表面组装受到广泛的关注.通过研究发现咪唑啉衍生物和巯基三氮唑是一种低毒、高效的金属缓蚀剂,对抑制铁在酸性溶液中的腐蚀尤其有效.采用各种表面分析测试手段与理论化学方法,如分子模拟,研究缓蚀剂在金属表面形成自组装膜的作用机理,也是今后发展的一个方向.本文中合成了两种咪唑啉衍生物(IM)及巯基三氮唑缓蚀剂并表征,并测定其在电极表面组装后铁的电化学腐蚀行为及缓蚀效率.同时采用表面分析的方法如扫描电化学显微镜(SECM)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)对金属表面进行了分析,并用分子模拟的方法对可能的吸附形态进行了理论分析,以分子力学为基本方法,主要研究了铁表面自组装体系,探讨了分子层次的吸附构象以及吸附的稳定性,探讨了其缓蚀机理.(1)咪唑啉在铁表面的自组装膜的研究咪唑啉类缓蚀剂是对环境友好的性能优良的缓蚀剂.因其结构的特殊性,含五元杂环、长的烷基链及功能基团的胺基,其中咪唑啉环上的氮易与铁配位,且p-π共轭体系的咪唑啉以及环上引入供电子基团,能增强氮与铁的化学吸附作用.本文用硬脂酸或松香酸与二乙烯三胺减压下加热脱水制得咪唑啉(IM)咪唑啉衍生物.对两种(IM)在铁表面的组装性能进行比较,用电化学的方法对(IM)在铁表面上的自组装进行研究,主要运用电化学阻抗谱和极化曲线的方法测定缓蚀效率.用表面分析的方法如XPS、SEM等对自组装前后表面的组成腐蚀形貌进到了相应的比较,得出IM在铁表面形成了稳定、均匀的SAMs.电化学阻抗测谱测试结果表明,咪唑啉化合物在酸性溶液中对铁具有良好的缓蚀能力.阻抗谱图均表现为较好的单一容抗弧,用等效电路拟合计算的缓蚀效率与极化曲线法测试所得结果基本一致.其实验结论为:电化学阻抗谱和极化曲线的结果表明咪唑啉缓蚀剂自组装膜对铁有较高的缓蚀作用;XPS的结果表明,咪唑啉分子吸附在金属铁的表面形成SAMs.分子模拟的方法预测了IM在铁表面的吸附形态,表明N原子吸附在铁的表面.分子模拟的方法可预测SAMs的吸附构型.SECM给出了SAMs在基底表面的高分辨率的形貌图,根据靠探针感应到的电流大小可定量的表征自组装膜.采用的恒高度模式,针尖Z方向的位置不受反馈控制,X和Y轴的扫描范围是1mm.其工作模式是基底产生/探头收集,以研究发生在探头针尖与基底间隙的化学动力学过程并对表面浓度进行检测.组装IM后对铁基底的溶解有抑制作用,阻碍了电荷转移过程;从线扫描的曲线及面扫描的三维图中可看出组装之后的铁电极比空白的铁电极表面的探头电流更趋向于平和,没有空白铁电极那么大的电流起伏.在铁电极表面形成的SAMs膜对电极在溶液中发生的氧化还原反应起阻碍作用.松香基咪唑啉形成的SAMs膜与硬脂酸咪唑啉形成的SAMs相比,SECM检测的探头法拉第电流更小,表明松香基咪唑啉的SAMs膜对铁有更好的保护作用,抑制了电荷的转移.SECM的结果与电化学交流阻抗谱和极化曲线的实验结果相一致.(2)巯基三氮唑在铁上自组装膜的表征有目的地设计合成了三氮唑类化合物并对其缓蚀性能进行了较系统的研究.巯基三氮唑及其衍生物由于分子中含有多个杂原子(N,S),能提供孤对电子,进入铁原子空的轨道,产生多个吸附中心,通过配位键化学吸附到金属的表面上而形成SAMs.通过对长烷基巯基三氮唑(AAMT)在铁上的SAMs的研究表明AAMT是一种混合型缓蚀剂,且随着组装时间(15min～4h)的延长,缓蚀效率增加.电化学阻抗谱和极化曲线的结果表明,三氮唑缓蚀剂自组装膜对铁有较高的缓蚀效率,且二者的实验结果相一致;XPS的结果表明,三氮唑分子吸附在铁的表面形成SAMs;从SEM的分析得出,在金属铁的表面形成了一层自组装吸附膜,且SAMs膜对铁在硫酸中的腐蚀起到了保护作用,组装前后铁的腐蚀形貌发生了明显的变化.分子模拟的结果表明,咪唑啉分子中的N原子、S原子与铁成键,且五元杂环平铺在金属铁的表面,而长的烷基支链却发生倾斜,疏水基长烷基的存在增加了吸附膜的厚度,从而达到了缓蚀目的.(3)用SEM和SECM对IM在不锈钢表面自组装的初步探讨不锈钢由于其结构的特殊性,含的成分太多,组装比较困难.本文用SEM表征了咪唑啉在不锈钢表面组装后腐蚀形貌的变化,并用SECM法表征了组装前后法拉第探头电流大小的变化.SAMs在电极表面生成了一层"屏障",将电极与溶液中具有氧化还原活性的分子部分屏蔽起来,使得溶液中的氧化还原产物之间的转化不再与裸电极表面一样容易发生.表面形成SAMs,而且该膜改变了原来电极表面的物理与化学特性,对基底有一定的保护作用.
关键词:
铁
,
白组装膜(SAMs)
,
电化学方法
,
扫描电化学显微镜(SECM)
,
分子模拟
徐惠
,
王新颖
,
刘小育
材料保护
为了研究聚苯胺(PANI)/银复合薄膜对不锈钢的防腐蚀性能,采用循环伏安法在不锈钢表面沉积一层Ag后,再通过对苯胺的电化学聚合制备了PANI膜.利用阳极极化法和交流阻抗法研究了PANI/Ag复合膜的耐蚀性及其影响因素.结果表明:在0.1 mol/L NaCl溶液中,不锈钢覆盖复合膜后的自腐蚀电位比无膜时有所提高,其耐蚀性能得到增强;电化学聚合溶液浓度、扫描速率及扫描上限等因素对复合膜耐蚀性的影响情况为:电解液中苯胺和硫酸浓度过高或过低都会影响膜的致密度,从而影响复合膜的耐蚀性;电化学参数的变化会影响复合膜的聚合速率,使复合膜的抗腐蚀能力不同;当苯胺单体浓度为0.2 mol/L、硫酸浓度为1 mol/L、扫描电位上限为1 V、扫描次数为50次、扫描速率为50 mV/s时,采用循环伏安法聚合苯胺,可形成沉积致密度高、耐蚀性好的复合膜.
关键词:
聚苯胺/银复合膜
,
电化学聚合
,
耐蚀性
,
电化学方法
