铜合金表面三嗪二硫醇类薄膜的制备及防腐性能研究

发布时间：2017-10-17 15:00

  本文关键词：铜合金表面三嗪二硫醇类薄膜的制备及防腐性能研究

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【摘要】：铜合金由于其优异的性能(色泽美观、较强的机械性能和良好的导电导热性等)被广泛应用于电气工业、电子工业、交通工业以及高科技等方面。但当环境中湿度较高或存在腐蚀性物质时铜合金会发生严重的腐蚀,不仅其表面结构组成发生改变而且性能也会大大降低,这样会缩短铜合金的使用寿命,极大的限制其在各领域的广泛应用。因此,研究和开发对环境友好且耐蚀性能良好的铜合金表面处理方法具有重要意义。均三嗪二硫醇类化合物因具有热力学稳定的三嗪环和高反应活性的巯基而常常用于金属表面的防护,主要是通过自组装方法和电化学沉积技术制备保护膜,其工艺过程简单且无毒性无污染,能够有效避免传统处理工艺对环境的毒害,因此,该化合物广泛应用于金属的防腐蚀。本实验用6-N,N-二烯丙基氨基-1,3,5-三嗪-2,4-硫醇单钠盐(简称DAN)和6-N-烯丙基-N-1,1,2,2-四氢氟代癸烷基胺-1,3,5-三嗪-2,4-硫醇单钠盐(简称AF17N)两种化合物作为聚合单体。首先,通过自组装技术在铜合金表面制备纳米膜。纳米薄膜的润湿性通过接触角和表面自由能进行表征,循环伏安曲线用来测试薄膜的覆盖度,采用扫描电子显微镜(SEM)观察样品的表面形貌,动电位极化曲线和盐水试验用于研究铜合金表面薄膜的防腐性能。实验结果表明,经固化AF17N自组装膜修饰的铜合金表面接触角高达124.1°且表面自由能最低,为9.653 mJ/m2。循环伏安曲线、极化曲线和盐水试验结果均表明,固化后AF17N自组装薄膜能有效提高对铜合金的保护效率。其次,通过恒电流电沉积法在铜合金表面制备DAN、AF17N单层膜和DAN与AF17N复合膜。动电位极化曲线和阻抗图谱(EIS)结果表明,电沉积三嗪二硫醇薄膜的最佳电流密度为0.06 mA/cm2,在该电流密度下制备的AF17N薄膜具有优越的防腐蚀性能。电沉积单层膜和复合膜的性能采用了多种方式进行表征。接触角结果表明,铜合金经三嗪二硫醇单层膜和复合膜修饰后,接触角均增大,其中复合膜接触角最大,达到了122.7°,有效改善了铜合金表面的疏水性能。循环伏安曲线、极化曲线和阻抗谱等电化学测试结果一致,均表明复合膜对铜合金起到了更好的防腐蚀作用。盐水试验结果进一步证实了电沉积复合膜的防腐性能优于电沉积单层膜。
【关键词】：铜合金 均三嗪二硫醇 自组装 电沉积 耐蚀性
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG178
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 文献综述10-18
• 1.1 铜及其合金的性质及应用10
• 1.2 铜合金的腐蚀与防护10-12
• 1.2.1 铜腐蚀类型10-11
• 1.2.2 铜合金的防护11-12
• 1.3 均三嗪二硫醇类化合物12-13
• 1.4 自组装技术13-16
• 1.4.1 自组装膜特点13-14
• 1.4.2 自组装膜影响因素14-15
• 1.4.3 自组装膜应用15-16
• 1.5 电沉积技术16
• 1.6 膜的表征16-17
• 1.6.1 膜的浸润性16
• 1.6.2 扫描电子显微镜16
• 1.6.3 电化学测试技术16-17
• 1.7 本研究的主要内容及创新之处17-18
• 第二章 自组装膜18-26
• 2.1 实验部分18-19
• 2.1.1 实验材料和试剂18
• 2.1.2 实验仪器18-19
• 2.1.3 自组装膜的制备19
• 2.1.4 表征19
• 2.2 实验结果与分析19-25
• 2.2.1 接触角结果分析19-20
• 2.2.2 致密性测试20-21
• 2.2.3 动电位极化21-22
• 2.2.4 自组装膜的表面形态22-23
• 2.2.5 盐水浸泡试验23-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第三章 探索电沉积的最佳电流密度26-31
• 3.1 实验部分26-27
• 3.1.1 实验材料和试剂26
• 3.1.2 实验仪器26
• 3.1.3 制备AF17N电沉积膜26-27
• 3.1.4 表征27
• 3.2 镀膜电流密度对薄膜电化学性能影响27-30
• 3.2.1 镀膜电流密度对开路电位-时间曲线的影响27-28
• 3.2.2 镀膜电流密度对动电位极化曲线的影响28-29
• 3.2.3 镀膜电流密度对电化学阻抗的影响29-30
• 3.3 本章小结30-31
• 第四章 最佳电流密度下电沉积膜的制备31-38
• 4.1 实验部分31-32
• 4.1.1 实验材料和试剂31
• 4.1.2 实验仪器31
• 4.1.3 电沉积膜的制备31-32
• 4.1.4 表征32
• 4.2 实验结果与分析32-37
• 4.2.1 机理分析32-33
• 4.2.2 接触角结果分析33-34
• 4.2.3 致密性测试34-35
• 4.2.4 动电位极化35
• 4.2.5 阻抗35-36
• 4.2.6 盐水试验36-37
• 4.3 本章小结37-38
• 第五章 总结38-39
• 参考文献39-44
• 致谢44-45
• 作者简介45

【参考文献】

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本文编号：1049468