建筑装饰用Cu-Zn合金的表面钝化与耐蚀性能

发布时间：2022-01-25 07:36

　　为解决建筑装饰用Cu-Zn合金耐蚀性和环保问题,运用缓蚀剂和稀土钝化方式对其处理。采用正交试验法优化了BTA和CeCl₃复配方案下Cu-24Zn合金的钝化工艺,并对比分析了单一BTA方案和钝化液中添加KI和OP-10方案下钝化膜的电化学性能。结果表明:正交极差分析结果优化得到的Cu-24Zn合金的钝化工艺参数为A3B1C2D3,即温度65℃、BTA浓度0.1 g/L、时间70 min、CeCl₃浓度6 g/L,此优化钝化工艺下处理的Cu-24Zn合金的耐腐蚀性能相较于商用Cu-24Zn合金大幅提升;方案乙中的BTA和CeCl₃复配比单一BTA钝化液可以得到更好的钝化效果,且继续向上述正交试验优化方案钝化液中添加KI和OP-10形成的方案丙可以进一步提升Cu-24Zn合金的耐蚀性;经方案丙钝化的Cu-24Zn合金表面形成的致密复合转化膜可以极大提升Cu-24Zn合金的耐蚀性能,且可以起到抑制色变的作用。 

【文章来源】：材料保护. 2020,53(08)北大核心CSCD

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【部分图文】：

Cu-24Zn合金钝化前后的电化学阻抗谱和极化曲线

图2为3种不同钝化液配方下Cu-24Zn合金在3.5%Na Cl溶液中的电化学阻抗谱和极化曲线，表5为相应的电化学参数拟合结果。对比分析可知，不同钝化方案处理后Cu-24Zn合金的电化学阻抗谱线中都可见半圆形容抗弧，且容抗弧半径从高至低顺序为:方案丙>方案乙>方案甲，这也就表明方案乙中的BTA和Ce Cl3复配比单一BTA钝化液可以取得更好的钝化效果，且继续向方案乙的钝化液中添加KI和OP-10可以进一步提升Cu-24Zn合金的耐蚀性。从表5的极化曲线拟合结果可知，腐蚀电位从高至低顺序为:方案丙>方案乙>方案甲，腐蚀电流密度从大至小顺序为方案甲>方案乙>方案丙，极化电阻从大至小顺序为方案丙>方案乙>方案甲。可见，3种不同钝化液配方下Cu-24Zn合金的耐蚀性从高至低顺序为方案丙>方案乙>方案甲，且BTA可以较好地与KI和OP-10发挥协同作用而提升钝化效果[10]。此外，经过方案丙钝化处理后的Cu-24Zn合金在空气中长时间放置后仍然能够保持亮黄色，这也说明经方案丙钝化后的Cu-24Zn合金具有较强的耐蚀和抑制色变作用[11]。

Cu-24Zn合金经过方案丙钝化前后的扫描电镜显微形貌见图3。由图3可见，钝化前Cu-24Zn合金表面存在局部微裂纹和腐蚀坑(图3a)，而经过方案丙钝化处理后，试样表面覆盖致密的细小颗粒状钝化膜，未见气孔或者其他缺陷存在，可见经方案丙钝化处理后可以在Cu-24Zn合金表面形成致密复合转化膜。


本文编号：3608144