[发明专利]一种抗腐蚀的预钝化膜及其制备方法和应用

说明书

本发明属于金属防腐技术领域，公开了一种抗腐蚀的预钝化膜及其制备方法和应用。该预钝化膜的厚度为1.0‑2.5nm；预钝化膜含有氧化物，氧化物的成核颗粒的尺寸为30‑80nm。本发明提供的预钝化膜相对于自然氧化的膜，其腐蚀电位提高至少30mV/SCE，预钝化膜Cr含量高达63％，抗腐蚀性显著提高，能够满足一般的腐蚀环境；且该预钝化膜不需要高温氧化处理，其制备过程简单，反应条件温和，对设备要求低，制备成本低。本发明提供的预钝化膜在酸性条件下的腐蚀电位提升明显，同时增强了金属的自愈性能。由其制备的钝化膜抗腐蚀性能优异。

技术领域

本发明属于金属防腐技术领域，具体涉及一种抗腐蚀的预钝化膜及其制备方法和应用。

背景技术

防腐就是采用物理、化学和电化学等方法，保护容易锈蚀的金属物品，以达到延长其使用寿命的目的。含铬的不锈钢会在空气中被氧化形成一层富含铬氧化物薄膜，从而阻止氧气与金属或合金表面的元素进一步接触而发生氧化反应。使此类金属或合金表面转换为不易被氧化的状态的过程称为钝化。研究表明含Cr的合金(如不锈钢Fe-Cr-Ni)中Cr元素的富集，能够提高金属表面的抗电化学腐蚀性。

目前在提高金属表面的抗电化学腐蚀性的方法中，高温氧化的方法是常用的方法之一。其能够有效提高金属的抗腐蚀性能，但是在采用高温氧化的过程中，反应条件严苛，需要高温设备，且高温氧化以及高温之后余热无法得到合理利用，会造成资源的浪费，不利于环境保护。

而且，针对应用于腐蚀作用相对较弱的环境的金属，仅需要金属具有一定的防腐蚀性能即可。若采用高温氧化的方式制备氧化膜，其不仅制备过程复杂，对设备要求高；而且还造成防腐蚀性能的浪费。

因此，亟需提供一种抗腐蚀的膜，具有良好的抗腐蚀性能，能够满足一般腐蚀环境；且其制备过程简单，对设备要求低，制备成本低。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种抗腐蚀的预钝化膜，具有良好的抗腐蚀性能，能够满足一般腐蚀环境；且其制备过程简单，对设备要求低，制备成本低。

本发明的第一方面提供一种抗腐蚀的预钝化膜。

具体的，一种抗腐蚀的预钝化膜，所述预钝化膜的厚度为1.0-2.5nm；所述预钝化膜含有氧化物，所述氧化物的成核颗粒的尺寸为30-80nm。

优选的，所述氧化物的成核颗粒的尺寸为40-60nm；进一步优选的，所述氧化物的成核颗粒的尺寸约为50nm。所述氧化物的成核颗粒尺寸是指在形貌测试中得到的大小。

优选的，所述预钝化膜的厚度为1.5-2.5nm。所述预钝化膜的厚度为视厚度，是由XPS(X射线光电子能谱技术)计算而来。

优选的，所述预化膜中Cr的质量含量大于63％。

优选的，所述预钝化膜在金属表面；所述金属含Cr。

优选的，所述金属为不锈钢。

优选的，所述不锈钢为含Cr的不锈钢。可为常规市售的含Cr的不锈钢，例如304不锈钢。

优选的，所述不锈钢中Cr的质量含量大于10％。

本发明的第二方面提供一种抗腐蚀的预钝化膜的制备方法。

具体的，一种抗腐蚀的预钝化膜的制备方法，包括以下步骤：

将所述金属抛光、清洗，然后置于电解液中，电解，制得所述预钝化膜。

优选的，所述电解液包含酸，所述酸的浓度为0.01-0.1mol/L；进一步优选的，所述酸的浓度为0.02-0.08mol/L；更优选的，所述酸的浓度为0.02-0.05mol/L。

优选的，所述酸为硫酸或/和硝酸。