文献翻译-Nafion聚吡咯与Nafion二甲基亚砜对镁的保护.doc

1、单位代码 学号 分 类 号 密 级 XX大学毕业论文文献翻译 院（系）名称 专业名称 学生姓名 指导教师 20xx年 3 月 8日Nafion/聚吡咯与Nafion/二甲基亚砜对镁的保护摘要： 采用浸镀法在镁基体表面制备了Nafion/聚吡咯和Nafion/二甲基亚砜( DMSO)有机涂层, 利用光学显微镜和电化学测量系统分别研究了有机涂层的形貌及其耐蚀性能。结果表明, Nafion/聚吡咯有机涂层降低了镁的耐蚀性能;而Nafion/DMSO有机涂层的厚度则随着浸镀次数的增加而线性增加, 并且Nafion/DMSO有机涂层的耐蚀性能随着涂层厚度的增加而提高。关键词： 镁; Nafion/聚吡咯

2、有机涂层; Nafion/二甲基亚砜有机涂层; 耐蚀性能镁强度高质量轻，它的密度是铝的2/3，铁的1/4,。镁还有高的电导性，高还原性，并且容易回收1。这些性能使它广泛应用于航空航天、汽车及电子领域。镁的一些缺点包括耐蚀性、高的活泼性能从而限制了它广泛的应用,镁较低的耐蚀性2-10。尤其在室外应用面临着巨大的挑战，因此如何改善镁的改善耐蚀性一直是镁研究与开发中的热点问题。一种最有效的方法就是在其基体材料表面制备涂层来提高其耐蚀性。涂层把金属与外界环境隔离开来保护金属或者通过耐蚀剂（来实现）。为了是该涂层能提供足够的耐蚀保护，该涂层必须均匀、好的黏附性、致密性以及（当其涂层遭到物理破坏时）应用的

3、自愈合能力。（其中）镁及镁合金的化学氧化性是一个问题。只要它一接触空气或水就会在其表面形成对其黏附性及均匀性有致命性危害的氧化物/氢氧化物层。到目前为止，镁及镁合金表面涂层的制备可用方法有很多种（经过）对这些方法的优点与缺点的对比1，在研究铁、钢、铝、钛和锌11-17耐蚀性能的研究中制备聚合物（尤其是聚吡咯）被视为最有前景的方法，这是因为在空气中高的稳定性，黏附性以及（表层之下金属）氧化还原性，但是这种制备方法对镁及镁合金18-19（表面薄膜）的研究价值不大。最近,Truong et al. 20用化学方法在镁合金表面制备的丙烯酸酯涂层来研究其耐蚀性，但是该涂层均匀性和耐蚀性均不理想。因此在镁

4、及镁合金表面耐蚀性的研究中需要研究新的方法。本文中是把（准备的）镁经过简单浸镀和热处理在其表面制备Nafion/聚吡咯与Nafion/二甲基亚砜(DMSO)有机涂层，并且研究了该有机涂层的形貌及其耐蚀性能。本实验中试验材料为工业纯镁板。有机溶液为Nafion/聚吡咯聚吡咯质量分数为5%和Nafion/DMSO(体积比为5:1)混合液。用水磨砂纸（砂砾度为400-1000的SiC砂纸）抛光镁试样表面，并用丙酮预先处理准备好的有机涂层。将试样浸在Nafion/聚吡咯或Nafion/二甲基亚砜(DMSO)有机溶液中大约10s, 取出后立即放在电炉中干燥。对Nafion/聚吡咯涂层, 温度为373K,

5、 保温5min; 对于Nafion/DMSO涂层, 温度为423K, 保温2h。为得到不同厚度的涂层, 将干燥后的试样再按上述工艺浸镀几次。用电子天平（精确度为0.01mg）测量涂层质量并以单位面积涂层质量即面密度来表示涂层的厚度。电化学测量系统对镁无涂层和有涂层的试样进行电化学测量。电化学池中采用常用的三电极系统, 试样为工作电极, 铂片为对电极, 饱和甘汞电极( SCE)为参比电极。测试液为5%NaCl溶液, pH值为11, 腐蚀测试工作面为1. 039cm2其直径为11.55mm。无涂层的试样用砂砾度为1000的SiC砂纸磨光。电化学测量系统可以看到的范围开始从-0.25V到最初选择的相

6、关范围内变动。扫描速度为0. 2mV/s,最大电流不超过10mA.仅用动电位极化曲线的阳极部分来计算腐蚀速率并根据Tafel斜率来确定腐蚀电流。（由于阳极分解对Tafel等式的不利影响可以忽略不计）。为了得到一个（可以）相互对比的结果，实验的Tafel曲线数值从-150mV到-50mV的一个适当的相关范围内变动。腐蚀前后有机涂层的形貌观察采用光学显微镜进行。表1镁试样以及浸镀不同有机涂层试样的厚度与腐蚀性能试样处理方式浸镀次数/h热处理厚度mg/cm2）腐蚀率mm/year腐蚀电流mAA001.650.0887BNafion/聚吡咯1373K/5min0.222.610.1402CNafion

7、/聚吡咯2373K/5min0.241.580.0845DNafion/聚吡咯3373K/5min0.252.350.1262ENafion/DMSO1423K/2h0.230.340.0181FNafion/DMSO2423K/2h0.410.280.0149GNafion/DMSO3423K/2h0.820.090.0048表1是镁试样以及浸镀不同有机涂层试样的厚度与腐蚀性能的试验结果。由表1可见, Nafion/聚吡咯有机涂层的厚度随浸镀次数的增加几乎没有变化, 而Nafion/DMSO有机涂层的厚度则随着浸镀次数的增加而几乎成倍呈线性增加。镁试样浸镀Nafion/聚吡咯有机涂层后, 其

8、腐蚀速率和腐蚀电流与无涂层镁试样相比有所增加, 即Nafion/聚吡咯有机涂层不但没有改善镁的耐蚀性能, 反而恶化了其耐蚀性能。镁试样浸镀Nafion/DMSO有机涂层后, 其腐蚀速率和腐蚀电流与无涂层镁试样相比显著下降, 且随着有机涂层厚度的增加而进一步下降, 即Nafion/ DMSO有机涂层能有效地改善镁及合金的耐蚀性。图1镁有机涂层和无涂层的试样表面腐蚀前后的形貌照片。腐蚀前：（a）无涂层，（c）Nafion/聚吡咯有机涂层，（e）Nafion/DMSO有机涂层；腐蚀后：（b）无涂层，（d）Nafion/聚吡咯有机涂层，（f）Nafion/DMSO有机涂层。图1是镁有机涂层和无涂层的试

9、样表面腐蚀前后的形貌照片。由图1可见, 无涂层的镁表面腐蚀前有很多抛光时的划痕, 腐蚀后划痕全部消失, 腐蚀坑遍布整个试样表面区域, 说明腐蚀严重(见图1a, 1b)。Nafion/聚吡咯有机涂层具有不连续的特征, 腐蚀后原来的特征完全消失, 出现大量很深的腐蚀坑(见图1c, 1d)。图1d与图1b比较不难发现,浸镀有Nafion/聚吡咯有机涂层的试样比没有涂层的镁试样腐蚀严重, 其原因可能是在镁表面没有形成连续致密的Nafion/聚吡咯有机涂层, 加上聚吡咯是导电聚合物, 与镁基底形成微电池, 从而加重了试样的腐蚀。在这应该说明的是我们的结论与一些研究者的不一致19-20，但是与某些研究者的

10、结论一致21-22。这些事实表明电聚物的机械保护性在某些实验中是复杂和矛盾的。因此，需要跟进一步的研究来解释这些现象。与Nafion/聚吡咯有机涂层相比。Nafion/DMSO有机涂层可形成半透明且连续的有机涂层(见图1e), 图1f与图1d相比，腐蚀后，Nafion/DMSO有机涂层表面几乎没有腐蚀坑。通过这些行貌特征的观察可以看出：Nafion/DMSO有机涂层(可以充当耐蚀层)有效地改善镁的耐蚀性，这与腐蚀速率的测试结果一致。参考文献1 J.E.Gray and B.Luan :J.Alloy. Compd., 2002, 336, 88.2 B.L.Mordike and T.Eber

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