[发明专利]一种在氯化钠溶液中适用于镁合金的缓蚀处理方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料表面腐蚀与防护领域，特别涉及一种在氯化钠溶液中适用于镁合金的缓蚀处理方法。

背景技术

镁合金由于具有很多优良的性能而广泛应用于汽车、电子、化工、冶金、通信、航空等诸多应用领域。但由于金属镁的电极电位很负（-2.36V），其较差的耐蚀性在很大程度上限制了它的应用，改善和提高镁合金的耐蚀性是解决镁合金应用瓶颈的关键之一。目前用于镁合金表面防腐蚀处理的方法主要有：化学转化法、化学镀镍、阳极氧化、有机涂层、缓蚀处理等。在众多的抗腐蚀方法中，缓蚀剂作为一种经济、实用的方法早已被人们熟知。缓蚀剂技术不改变金属本身的性能，是一种工艺简单、成本低廉、适用性强的腐蚀防护方法，在资源可持续利用方面大有作为，被广泛用于多种领域中。目前适用于镁合金的缓蚀剂相对较少，并且对于不同的介质，所适用的缓蚀剂也是不同的。其中镁合金作为管道应用在潮湿环境中是其重要的应用领域，氯化钠溶液是一种苛刻的腐蚀性介质，未经表面处理的镁合金在氯化钠溶液中将发生严重的腐蚀，对镁合金在氯化钠溶液中的高效、环保型缓蚀剂研究，对扩展镁合金的应用领域具有重要的意义。三乙醇胺由于其分子结构中含有孤对电子和N原子，易于在界面产生吸附，担当缓蚀剂的角色。因此，本申请提出研究一种氯化钠溶液中适用于镁合金的缓蚀处理方法。提高镁合金的耐蚀性能，解决限制镁合金应用的防护瓶颈问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种在氯化钠溶液中适用于镁合金的缓蚀处理方法。

具体步骤为：

(1) 将镁合金依次用600#、800#、1000#耐水磨砂纸逐级打磨，水洗，然后在碱性除油液中70~80℃下除油10~20分钟，再在70~80℃的去离子水中超声波清洗5~15分钟，水洗，吹干备用；所述碱性除油液配方为：磷酸钠30~50g/L，硅酸钠10~20g/L，碳酸钠30~50g/L。

(2) 配制浓度为1~5 ml/L的三乙醇胺水溶液，25℃下磁力搅拌0.5小时，溶液呈透明状。

(3) 将步骤(1)处理后的镁合金浸入步骤(2)所得溶液中，在25℃下浸泡0.5~3小时后取出，去离子水洗2~3次以去除表面残留的溶液，吹干后获得表面具有三乙醇胺吸附层的镁合金，即完成镁合金的缓蚀处理。

所述磷酸钠、硅酸钠、碳酸钠和三乙醇胺均为化学纯及以上纯度。

本发明方法成本低，制备工艺简单，高效，廉价，经缓蚀处理后的镁合金表面膜层完整，具有较低腐蚀电流密度和较高电化学阻抗，能较好的提高镁合金在氯化钠溶液中的耐蚀性，且对环境和设备不造成污染。

附图说明

图1 为本发明实施例中经缓蚀处理后镁合金表面的SEM图。

图2为本发明实施例中经缓蚀处理后镁合金的极化曲线图。

图3为本发明实施例中经缓蚀处理后镁合金的交流阻抗图。

具体实施方式

实施例：

(1)将尺寸为 30mm×20mm×3mm的AZ91镁合金依次用600#、800#、1000#耐水磨砂纸逐级打磨，经水洗后在碱性除油液中于70℃下除油20分钟，再在70℃的去离子水中超声波清洗15分钟，水洗，吹干备用。所述碱性除油液配方为：磷酸钠40g/L，硅酸钠15g/L，碳酸钠40g/L。

(2)配制100 ml浓度为1 ml/L的三乙醇胺水溶液，25℃下磁力搅拌0.5小时，溶液呈透明状。

(3)将步骤(1)处理后的镁合金浸入步骤(2)所得溶液中，在25℃下浸泡1小时后取出，去离子水洗2次以去除表面残留的溶液，吹干后获得表面具有三乙醇胺吸附层的镁合金，即完成镁合金的缓蚀处理。

所述磷酸钠、硅酸钠、碳酸钠和三乙醇胺均为化学纯。

经本实施例缓蚀处理的镁合金的表面膜层通过SEM表征表明，在镁合金表面形成了一层完整的吸附膜层。

极化曲线和交流阻抗是腐蚀科学中常用的电化学手段之一，是研究膜层、涂层、转化膜等覆盖金属电极腐蚀速率的有效工具。对三乙醇胺吸附膜层进行电化学耐蚀性能测试，采用三电极体系，镁合金样品为工作电极，铂电极为辅助电极，饱和甘汞电极(SCE)为参比电极，质量百分比浓度为1%的NaCl溶液为腐蚀介质。镁合金在腐蚀介质中暴露的有效面积均为1 cm²。对其进行极化曲线扫描得到结果如图2。从图2中能看出，镁合金表面三乙醇胺吸附膜层的腐蚀电位为-1.35 V，腐蚀电流密度为6.05×10^-7 A·cm^-2，其腐蚀电位比未经缓蚀处理的镁合金的腐蚀电位-1.48 V，发生了正移，而腐蚀电流密度比未经缓蚀处理的镁合金的腐蚀电流密度3.15×10^-5 A·cm^-2，减小了两个数量级。另外，对镁合金采用交流阻抗性能测试得到结果如图3。从图3中能看出，镁合金表面三乙醇胺吸附膜层的电化学阻抗值为5.44×10³ Ω·cm²，要比未经缓蚀处理的镁合金的电化学阻抗值1.14×10³ Ω·cm²，增大了约5倍，说明镁合金经本实施例的缓蚀处理后在氯化钠溶液中均表现出较好的耐蚀性能。