铜及其合金的抗变色剂研究

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1、扬州大学硕士学位论文铜及其合金的抗变色剂研究(申请硕士学位)成艳芳指导教师：靳惠明教授扬州大学中华人民共和国，扬州2014年5月摘要JIIIIIIJIIIIIJIIIJIIIIIIIIIIIlllllJillY2632246铜及其合金在电子、航空、太阳能等领域都有广泛的应用。然而，大气中存在的水分和极少量的S02、H2S等腐蚀性气体，它们都会导致裸露在大气中的铜材被腐蚀呈现暗棕色，严重的近似黑色或呈黑色，最终变成蓝绿色，也就是工业常说的“铜锈”。在工业上，这种由于金属表面颜色被形成的化学转化膜改变的现象称为“表面变色”，实质上是铜材与腐蚀物质接触产生了化学或电化学反应导致的变色。铜

2、材被腐蚀变色后，不仅影响其外观，同时影响焊接性能，增大传递电阻，缩短使用寿命，造成资源浪费和巨大的经济损失。为了避免铜材在存储和使用过程所产生的腐蚀变色，利用缓蚀剂的缓释性能对其进行防护是有效的保护措施。因此，本课题主要针对纯铜和黄铜开展研究工作，利用缓蚀技术，提高铜材质的耐蚀性，从而延长使用寿命，减少因腐蚀变色带来的经济损失。本课题模拟高温高湿的环境对铜及其合金的腐蚀与防护进行研究，对于保证和提高铜材质的使用寿命具有重要的意义。本文采用湿热腐蚀试验法、正交实验法、交流阻抗测试和电镜扫描技术对20余种缓蚀物质在3．5％NaCI溶液中进行了实验筛选，着重研究对铜抗变色效果显著的有机物

3、。实验结果表明，含有N、S、P的杂环化合物对金属铜的缓释效果明显。由于缓蚀剂在实际应用中存在适用范围窄、水溶性差和对环境不友好等问题，单组份的缓蚀剂效果不够明显，利用有机物之间的协同作用，本文需要复配出一种对铜及其合金有良好缓蚀作用的复配缓蚀剂。因此，根据设备实际情况，试验选用纯铜和黄铜作为研究对象，通过大量试验，研制出对铜材质设备有优良缓蚀作用的复配缓蚀剂。实验结果表明，2．疏基苯并噻唑和苯并咪唑单独使用对铜存在较好的抗变色作用，但作为复配缓蚀剂中的添加物时则没有贡献。而8一羟基喹啉单独使用时对铜及其合金没有明显抑制作用，但作为复配缓蚀剂中的添加物时有较好的缓蚀作用。缓蚀剂A和缓

4、蚀剂C参与复配时对纯铜有较好的缓蚀作用，AMT和缓蚀剂B参与复配时对黄铜有较好的缓蚀作用。因此，本实验推荐的最优的缓蚀剂配方为：纯铜一BTAl．59m，缓蚀剂A0．159／L、缓蚀剂C0．0089,／L；黄铜一BTAl．5g／L、AMT0．159／L、有机缓蚀剂B0．0089／L。铜材在缓释处理前进行酸洗是为了去除铜材表面被空气中的水分、氧气腐蚀产生的腐蚀物，同时去除因高温氧化造成的铜材表面附着的膜层。传统的酸洗步骤达不到理想的预处理效果，同时残留酸液会影响缓蚀剂的缓释效果，通过试验最终确定了有效的酸洗工艺：金相一预酸洗一光亮酸洗一清洗一中和一清洗。II关键词：铜，黄铜，表面变色，

5、复配缓蚀剂，协同作用，酸洗。AbstractIllCopperanditsalloyarewidelyusedinthefieldsofelectronic，aviation,solarenergy．However,themoistureandcorrosivegasintheair,suchasS02、H2S，whichwouldcorrodethesurfaceofcopperandmakethesurfaceintodarkbrown,evenintoblackorblue-green,knownasrustorsurfacediscolorationinindustry．S

6、ubstantially,thereasonofsurfacediscolorationisthattherearechemicalorelectrochemicalreactionswhenthecopperisincontactwiththecorrosivesubstance．Thecorrosionofcoppernotonlyhavebadinfluenceontheappearance，theweldabilityandbutalsowastetheresourcesandhugeeconomiclosses．Inordertoavoidthecorrosionofco

7、pperintheprocessofusingandstorage，corrosioninhibitorisoftenusedintheprotectionofcopper．Therefore，thetopicfocusesontheresearchofpurecopperandbrass，toenhancethecorrosionresistanceofcopperandreducetheeconomiclossledbycoppercorrosion．Inthea