学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

铜合金基体表面超疏水膜的构建及其防腐蚀性能研究

作　者: 邓先钦
导　师: 徐群杰
学　校: 上海电力学院
专　业: 化学工程与技术
关键词: 黄铜白铜自组装超疏水电化学耐蚀性能
分类号: TG174.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 174次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

铜合金由于其优良的导热性能、抗污性能和耐磨性,在国民经济中的应用非常广泛,但是其在海水环境中的腐蚀问题还比较严重。超疏水膜是近年来涌现出的一种非常有前景的防腐蚀技术。本文采用不同的表面预处理工艺(化学刻蚀及阳极氧化)和自组装技术,制备了黄铜、白铜超疏水膜表面,并对具有超疏水表面的基体在模拟海水中的电化学行为进行了研究。采用通过FeCl3盐酸刻蚀和自组装技术,构建了黄铜超疏水表面。也通过扫描电镜、能谱分析、红外光谱、接触角和电化学测试对黄铜超疏水表面的结构、形貌、组成基团、润湿性和耐蚀性能进行了表征和分析。结果表明,制备的最佳工艺为：9%的刻蚀液中刻蚀45min后,再经0.1mol/L的硬脂酸溶液中自组装1d,该条件下可构建具有微纳米乳突阶层结构的黄铜基超疏水膜表面,其接触角可达158°,且超疏水膜在海水中对黄铜的缓蚀效率达97.3%。采用环境友好型的低浓度H2O2盐酸刻蚀法和自组装技术,构建黄铜超疏水表面。并采用扫描电镜、元素分析、接触角和电化学测试对黄铜超疏水表面的结构、形貌、组成元素、润湿性和耐蚀性能进行了表征。结果表明,制备的最佳工艺为：1%的刻蚀液中刻蚀60min后,再经0.1mol/L的硬脂酸溶液中自组装1d,该条件下也可制备具有花瓣状结构的黄铜基超疏水膜表面,其接触角可达151。；在海水中对黄铜的缓蚀效率达99%。以阳极氧化为表面预处理工艺,在黄铜表面构建了十二烷基硫醇自装膜。并采用扫描电镜、元素分析、接触角和电化学测试对黄铜超疏水表面的结构、形貌、细成元素、润湿性和耐蚀性能进行了表征。结果表明：10mmol/L的自组装液中成膜4h后,黄铜膜表面呈现出一定的疏水性,同时该膜可显著地改善黄铜在模拟海水中的耐蚀性能,缓蚀效率达99.4%。通过FeCl3盐酸刻蚀和自组装技术,构建了白铜的超疏水表面。采用扫描电镜、能谱分析、红外光谱、接触角和电化学测试对超疏水膜的结构、形貌、组成元素、润湿性和耐蚀性进行了表征。结果表明,制备的最佳工艺为：20%的刻蚀液中刻蚀45min后,再经0.1mol/L的硬脂酸溶液中自组装1d,该条件下可构建具有花瓣状结构的白铜基超疏水表面,其接触角可达152.8°,且该超疏水膜在海水中对白铜的的缓蚀效率达96.1%。本文首次对具有超疏水表面的铜合金基体在模拟海水中的耐蚀性能进行了研究,结果表明,超疏水膜能够极大地改善其耐蚀性能,超疏水表面处理技术将是一种效果和前景俱佳的新型防腐蚀方法。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章绪论  11-21
  1.1 金属腐蚀与防护的研究意义  11
  1.2 铜及铜合金的应用  11
  1.3 铜及铜合金在海水中的腐蚀及机理  11-12
  1.4 铜及铜合金的防腐蚀方法  12-13
  1.5 制备铜基超疏水膜表面的研究现状  13
  1.6 超疏水表面对铜及其合金耐蚀性能的影响  13-15
  1.7 超疏水表面的防腐蚀机理  15-17
    1.7.1 固体表面的润湿性  15
    1.7.2 接触角  15
    1.7.3 滚动角  15-16
    1.7.4 气垫效应  16
    1.7.5 毛细管效应  16-17
  1.8 超疏水膜表面防护技术的发展趋势  17-18
  1.9 本课题主要研究内容及其意义  18-19
  参考文献  19-21
第二章实验部分  21-24
  2.1 主要实验试剂  21
  2.2 实验仪器  21
  2.3 研究方法  21-24
    2.3.1 交流阻抗  21-22
    2.3.2 极化曲线法  22
    2.3.3 循环伏安法  22
    2.3.4 红外光谱  22-23
    2.3.5 扫描电镜  23
    2.3.6 能谱分析  23-24
第三章黄铜基超疏水膜表面的制备及其耐蚀性能的研究  24-40
  前言  24
  3.1 实验部分  24-25
    3.1.1 制备方法  24
    3.1.2 表征方法  24-25
    3.1.3 电化学分析  25
  3.2 结果与讨论  25-37
    3.2.1 刻蚀工艺对疏水膜性能的影响  25-28
    3.2.2 自组装工艺对疏水膜性能的影响  28-31
    3.2.3 黄铜超疏水膜的构建及其防腐蚀效果  31-33
    3.2.4 超疏水表面的形貌表征及其润湿机理分析  33-34
    3.2.5 刻蚀机理  34-36
    3.2.6 成膜机理  36-37
    3.2.7 超疏水膜缓蚀机理分析  37
  本章小结  37-38
  参考文献  38-40
第四章双氧水刻蚀法制备黄铜超疏水表面及其耐蚀性能研究  40-52
  前言  40
  4.1 实验部分  40-41
    4.1.1 制备方法  40
    4.1.2 农征方法  40-41
    4.1.3 电化学分析  41
  4.2 结果与讨论  41-49
    4.2.1 刻蚀工艺对疏水膜性能的影响  41-42
    4.2.2 自组装工艺对疏水膜性能的影响  42-45
    4.2.3 黄铜超疏水膜的构建及其防腐蚀效果  45-47
    4.2.4 超疏水表而的形貌表征及润湿性机理分析  47-48
    4.2.5 刻蚀机理  48
    4.2.6 硬脂酸在黄铜表面的成膜机理  48
    4.2.7 耐蚀性机理分析  48-49
  本章小结  49-50
  参考文献  50-52
第五章十二烷基硫醇自组装膜对黄铜缓蚀行为的研究  52-63
  引言  52
  5.1 实验部分  52-53
    5.1.1 制备方法  52-53
    5.1.2 表征方法  53
    5.1.3 电化学分析  53
  5.2 结果与讨论  53-61
    5.2.1 阳极氧化的依据  53
    5.2.2 自组装时间对膜缓蚀效果的影响  53-56
    5.2.3 自组装浓度对膜缓蚀效果的影响  56-57
    5.2.4 氧化层对自组装膜缓蚀效果的影响  57-59
    5.2.5 黄铜表面形貌和元素分析  59-61
  本章小结  61-62
  参考文献  62-63
第六章白铜超疏水膜的制备及其耐蚀性能研究  63-78
  引言  63
  6.1 实验方法  63-64
    6.1.1 制备方法  63
    6.1.2 表征方法  63-64
    6.1.3 电化学测试  64
  6.2 实验结果与讨论  64-75
    6.2.1 刻蚀工艺对疏水膜性能的影响  64-67
    6.2.2 自组装工艺对疏水膜性能的影响  67-70
    6.2.3 白铜B30超疏水膜的构建及其防腐蚀效果  70-71
    6.2.4 超疏水表面的润湿性及其形貌、元素表征分析  71-72
    6.2.5 刻蚀机理  72-74
    6.2.6 成膜机理  74
    6.2.7 防腐蚀机理分析  74-75
  本章小结  75-76
  参考文献  76-78
第七章结论与展望  78-79
致谢  79-80
作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文  80

铜合金基体表面超疏水膜的构建及其防腐蚀性能研究

内容摘要

全文目录

相似论文