綠色緩蝕劑SDDTC對AZ31B鎂合金的緩蝕作用及吸附行為
摘要:
采用極化曲線(xian)、電(dian)化學阻抗譜、紅外光譜及掃描電(dian)鏡等方法(fa)研究了二乙基二硫(liu)代氨基甲(jia)酸鈉 (SDDTC) 對AZ31B鎂(mei)合(he)金在(zai)3.5% (質量分數) NaCl溶(rong)液中(zhong)的(de)(de)緩(huan)蝕(shi)作用及吸(xi)(xi)附行為(wei)。結(jie)果(guo)(guo)表明(ming),SDDTC能有(you)效抑(yi)(yi)制(zhi)AZ31B鎂(mei)合(he)金在(zai)NaCl介質中(zhong)的(de)(de)腐蝕(shi),屬陰極抑(yi)(yi)制(zhi)為(wei)主的(de)(de)混(hun)合(he)型緩(huan)蝕(shi)劑。當(dang)SDDTC濃度(du)為(wei)5 mmolL-1時,緩(huan)蝕(shi)效果(guo)(guo)最好。SDDTC在(zai)AZ31B鎂(mei)合(he)金表面發(fa)生物理吸(xi)(xi)附,符(fu)合(he)Langmuir吸(xi)(xi)附模型。吸(xi)(xi)附在(zai)表面的(de)(de)SDDTC形成較為(wei)致(zhi)密(mi)的(de)(de)保(bao)護膜,有(you)效抑(yi)(yi)制(zhi)了AZ31B鎂(mei)合(he)金的(de)(de)腐蝕(shi)。
關鍵詞: AZ31B鎂合金 ; 二(er)乙基二(er)硫代氨基甲(jia)酸鈉 ; NaCl溶(rong)液 ; 緩蝕作用
鎂合金(jin)具有(you)比強度、比剛(gang)度高(gao)以及鑄造性(xing)、阻尼性(xing)好等優(you)點,廣泛應(ying)用(yong)(yong)于(yu)(yu)航空航天、汽車(che)制造、電子工(gong)業等領域。但由于(yu)(yu)其(qi)較高(gao)的(de)(de)化(hua)學活性(xing)和(he)較差的(de)(de)耐蝕(shi)性(xing),極(ji)大地限制了其(qi)應(ying)用(yong)(yong)[1]。添加緩(huan)(huan)蝕(shi)劑是(shi)一種常(chang)用(yong)(yong)的(de)(de)金(jin)屬和(he)合金(jin)的(de)(de)腐蝕(shi)防護手段(duan),由于(yu)(yu)其(qi)成本低、易于(yu)(yu)操作而(er)得到(dao)廣泛應(ying)用(yong)(yong)[2]。近些年,隨(sui)著人類環境保護意(yi)識的(de)(de)增強和(he)可(ke)(ke)持續發展思想(xiang)的(de)(de)深入,高(gao)效、環保、可(ke)(ke)降解的(de)(de)綠色型緩(huan)(huan)蝕(shi)劑的(de)(de)研(yan)究備受關注。
二乙基(ji)二硫代氨基(ji)甲酸(suan)鈉 (SDDTC) 是一種(zhong)無毒、易溶(rong)(rong)于水(shui)的(de)有機(ji)胺類化合物,能提供含(han)2個S原子和1個N原子的(de)孤(gu)對(dui)(dui)(dui)電(dian)(dian)子,具有殺菌、抗(kang)氧(yang)等功效。因此,SDDTC作為一種(zhong)綠色環保的(de)新型有機(ji)胺類緩(huan)蝕劑(ji),近年(nian)來被廣(guang)泛(fan)應用于一些金(jin)(jin)屬材料的(de)防腐。Yu等[3]研究了(le)(le)添加SDDTC對(dui)(dui)(dui)冷軋鋼(gang)(gang)在乙酸(suan)溶(rong)(rong)液中(zhong)(zhong)腐蝕行為的(de)影響(xiang),結果表明SDDTC在冷軋鋼(gang)(gang)表面(mian)發生化學(xue)吸附,從而在金(jin)(jin)屬表面(mian)生成難溶(rong)(rong)的(de)金(jin)(jin)屬絡合物膜,有效抑制冷軋鋼(gang)(gang)的(de)腐蝕。另(ling)外(wai),Liao等[4]和Yang等[5]分(fen)別(bie)研究了(le)(le)添加SDDTC對(dui)(dui)(dui)Cu和不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在含(han)Cl-溶(rong)(rong)液中(zhong)(zhong)的(de)緩(huan)蝕作用,由(you)于SDDTC的(de)孤(gu)對(dui)(dui)(dui)電(dian)(dian)子結構可以(yi)與Cu和不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)形成穩定的(de)共價鍵,從而起到很好的(de)保護(hu)作用。但SDDTC對(dui)(dui)(dui)鎂(mei)合金(jin)(jin)的(de)緩(huan)釋作用還未見報道。本文采用電(dian)(dian)化學(xue)方法以(yi)及(ji)紅外(wai)光譜 (FT-IR)、掃(sao)描電(dian)(dian)子顯微鏡(jing) (SEM) 等表征手段(duan),研究了(le)(le)SDDTC對(dui)(dui)(dui)AZ31B鎂(mei)合金(jin)(jin)在3.5% (質量分(fen)數(shu)) NaCl介質中(zhong)(zhong)的(de)緩(huan)蝕作用及(ji)吸附行為。
1 實驗方法
1.1 實(shi)驗材料及前處理
實(shi)驗材料(liao)為AZ31B鎂(mei)合金,其化學成分(fen) (質量分(fen)數(shu),%) 為:Al 3.01,Zn 1.02,Mn 0.32,Si 0.02,Fe 0.003,Cu 0.005,Ni 0.004,Mg余量。實(shi)驗前(qian),試(shi)樣表面依次經(jing)600#,1000#,1500#和2000#水(shui)砂紙逐級打磨(mo)光滑,丙酮中超(chao)聲清洗5 min,去離子水(shui)清洗,冷(leng)風吹干備用。
1.2 電化學測試
電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)極化(hua)曲(qu)(qu)線(xian)和阻抗譜測(ce)(ce)試(shi)使用CS350電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)工作(zuo)站,采(cai)用三電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極體系(xi),工作(zuo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極為(wei)AZ31B鎂合金試(shi)樣,參比電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極為(wei)飽(bao)和甘汞電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極,輔(fu)助(zhu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極為(wei)Pt電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極。電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解液為(wei)未(wei)添(tian)加(jia)或添(tian)加(jia)SDDTC (分(fen)析純) 的腐(fu)蝕介質 (即由分(fen)析純NaCl和去離子水配(pei)制成(cheng)的3.5%NaCl溶液)。電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)測(ce)(ce)試(shi)面積為(wei)1 cm2,非工作(zuo)面積用環氧樹脂(zhi)封(feng)裝。測(ce)(ce)試(shi)前(qian)將工作(zuo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極放入(ru)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解液中(zhong)浸泡15 min,待開路電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)達(da)到穩定(ding)后進行極化(hua)曲(qu)(qu)線(xian)和阻抗譜測(ce)(ce)試(shi)。極化(hua)曲(qu)(qu)線(xian)測(ce)(ce)試(shi)范圍(wei)為(wei)自(zi)腐(fu)蝕電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)±250 mV,掃描速率為(wei)1 mV/s。阻抗譜測(ce)(ce)試(shi)在自(zi)腐(fu)蝕電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)下進行,正弦波擾動的電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)幅值為(wei)10 mV,測(ce)(ce)試(shi)頻率范圍(wei)為(wei)105~10-2 Hz。
1.3 pH值(zhi)測量和表面形貌(mao)分析(xi)
腐(fu)蝕介質pH值采用PHB-4型便攜式酸度(du)計 (精度(du)±0.01) 進行測(ce)量(liang)。
將AZ31B鎂合金試樣浸(jin)泡在(zai)未添加及(ji)添加緩蝕劑(ji)的3.5%NaCl溶(rong)液中3 d后(hou)(hou)取出(chu),用(yong)去離(li)子水清(qing)洗,冷風吹干(gan)后(hou)(hou),采用(yong)TESCAN VEGA3型SEM觀察試樣表面(mian)形貌,采用(yong)TENSOR27型FT-IR對試樣表面(mian)腐(fu)蝕產物進行分(fen)析(xi)。
2 結果與討論
2.1 極化曲線
圖1是(shi)AZ31B鎂(mei)合金在(zai)含(han)不同濃度緩(huan)蝕劑的3.5%NaCl溶液中的極化曲線。利(li)用下式計算其緩(huan)蝕率:
η = ( 1 - I / I 0 ) × 100 %(1)
式(shi)中(zhong),I 0和I分別為未添(tian)加及添(tian)加緩蝕劑的自腐蝕電(dian)流密度;η為緩蝕率。
通過Tafel外推法擬合出的自腐蝕(shi)電(dian)位(wei)Ecorr,腐蝕(shi)電(dian)流密(mi)度Icorr,陰極(ji)Tafel斜率(lv)bc,陽極(ji)Tafel斜率(lv)ba和緩蝕(shi)率(lv)η,結果見表1。
圖1 AZ31B鎂合金在含不同濃度SDDTC的3.5%NaCl溶液中的極化(hua)曲(qu)線
表1 AZ31B鎂合金(jin)在含(han)不同濃(nong)度(du)SDDTC的3.5%NaCl溶液(ye)中(zhong)的極化曲線擬合參數(shu)以及浸泡前(qian)后溶液(ye)的pH值變化
由(you)圖1和表1可(ke)知,添加(jia)緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)劑后,自(zi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電位明(ming)(ming)顯(xian)負移(yi),且陰極(ji)(ji)(ji)(ji)和陽(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電流(liu)密度(du)(du)均(jun)減小,說明(ming)(ming)SDDTC的(de)(de)加(jia)入(ru)抑制了鎂合(he)金(jin)的(de)(de)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)溶解和陰極(ji)(ji)(ji)(ji)析氫(qing)過程。圖1中(zhong)的(de)(de)陰極(ji)(ji)(ji)(ji)曲(qu)線幾乎平行且負移(yi)程度(du)(du)較大(da),說明(ming)(ming)SDDTC對鎂合(he)金(jin)的(de)(de)緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)作(zuo)用(yong)主要(yao)通過抑制陰極(ji)(ji)(ji)(ji)析氫(qing)反應為主。根(gen)據文獻(xian)[6]可(ke)知,添加(jia)SDDTC后,自(zi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電位負移(yi)范(fan)圍(wei)在(zai)85 mV內,且對陰、陽(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)反應均(jun)有明(ming)(ming)顯(xian)抑制,說明(ming)(ming)SDDTC是(shi)以抑制陰極(ji)(ji)(ji)(ji)為主的(de)(de)混(hun)合(he)型緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)劑。隨(sui)著緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)劑濃(nong)度(du)(du)增(zeng)(zeng)加(jia),緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)率增(zeng)(zeng)大(da);當濃(nong)度(du)(du)為5.0 mmolL-1時,緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)率達到(dao)(dao)最(zui)大(da),為65%;繼(ji)續(xu)增(zeng)(zeng)加(jia)緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)劑濃(nong)度(du)(du),緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)率減小。這是(shi)因為SDDTC在(zai)金(jin)屬表面吸附(fu)達到(dao)(dao)飽和后,繼(ji)續(xu)增(zeng)(zeng)加(jia)濃(nong)度(du)(du),導(dao)致多余的(de)(de)緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)劑分子在(zai)吸附(fu)層無法找到(dao)(dao)活性吸附(fu)點,使得緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)劑分子間存在(zai)相互作(zuo)用(yong)力,從而影響緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)劑分子在(zai)金(jin)屬表面的(de)(de)吸附(fu),造成局部脫(tuo)落[7]。
2.2 電(dian)化學阻抗譜
圖2為AZ31B鎂合(he)金在(zai)含不同濃度緩(huan)蝕(shi)劑(ji)的3.5%NaCl溶液中(zhong)(zhong)的阻抗(kang)(kang)(kang)(kang)譜(pu)。可(ke)以看出,未添(tian)加(jia)緩(huan)蝕(shi)劑(ji)時(shi),阻抗(kang)(kang)(kang)(kang)譜(pu)由高(gao)頻容抗(kang)(kang)(kang)(kang)弧(hu)(hu)(hu)(hu)、中(zhong)(zhong)頻容抗(kang)(kang)(kang)(kang)弧(hu)(hu)(hu)(hu)和低頻感抗(kang)(kang)(kang)(kang)弧(hu)(hu)(hu)(hu)組成。其(qi)中(zhong)(zhong),高(gao)頻容抗(kang)(kang)(kang)(kang)弧(hu)(hu)(hu)(hu)反映電荷轉移電阻和雙(shuang)電層電容,中(zhong)(zhong)頻容抗(kang)(kang)(kang)(kang)弧(hu)(hu)(hu)(hu)歸因于膜(mo)(mo)層的傳質過程[8,9],低頻感抗(kang)(kang)(kang)(kang)弧(hu)(hu)(hu)(hu)與金屬(shu)表(biao)(biao)面膜(mo)(mo)的不完整(zheng)性有關[10,11]。添(tian)加(jia)SDDTC后(hou),阻抗(kang)(kang)(kang)(kang)譜(pu)的主(zhu)要特征發生了變化,只有一個高(gao)、中(zhong)(zhong)頻容抗(kang)(kang)(kang)(kang)弧(hu)(hu)(hu)(hu)和一個低頻感抗(kang)(kang)(kang)(kang)弧(hu)(hu)(hu)(hu),并且容抗(kang)(kang)(kang)(kang)弧(hu)(hu)(hu)(hu)半徑明(ming)顯比未添(tian)加(jia)緩(huan)蝕(shi)劑(ji)的大(da)很多(duo),說明(ming)SDDTC在(zai)鎂合(he)金表(biao)(biao)面發生了吸附,減弱了Cl-對鎂合(he)金表(biao)(biao)面的侵蝕(shi)。
圖2 AZ31B鎂合金(jin)在含(han)不同濃度SDDTC的(de)3.5%NaCl溶液中的(de)阻(zu)抗(kang)譜
對阻(zu)抗(kang)譜進行擬合(he)的(de)等效電(dian)(dian)路(lu)見(jian)圖(tu)3。其中,Rs表(biao)示溶液電(dian)(dian)阻(zu),Rct和Cd1分別表(biao)示電(dian)(dian)荷轉(zhuan)移電(dian)(dian)阻(zu)和雙電(dian)(dian)層電(dian)(dian)容(rong),Rf表(biao)示電(dian)(dian)極表(biao)面(mian)膜電(dian)(dian)阻(zu),Cf表(biao)示表(biao)面(mian)膜層電(dian)(dian)容(rong),RL和L分別代表(biao)感抗(kang)和電(dian)(dian)感。
圖3 AZ31B鎂合金在未添加(jia)和添加(jia)緩蝕劑的(de)3.5%NaCl溶(rong)液(ye)中的(de)等效電路圖
擬合后,通過下式(shi)計算緩蝕率:
η = 1 - R ct R ct 0 × 100 %(2)
式中,R0ct和(he)Rct分別(bie)為未添加及添加緩蝕劑的電(dian)荷轉(zhuan)移(yi)電(dian)阻。
阻抗譜擬合(he)結(jie)(jie)果見表2。可知,加入SDDTC后,Rct增大,而Cd1減小,說明(ming)SDDTC在AZ31B鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)表面形成的(de)膜層對鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)的(de)腐蝕(shi)具有明(ming)顯的(de)抑制(zhi)作(zuo)用。增加SDDTC濃(nong)度,緩(huan)蝕(shi)率增大;當(dang)濃(nong)度為(wei)5.0 mmolL-1時,緩(huan)蝕(shi)率達(da)到最(zui)大,為(wei)69%;繼(ji)續增加SDDTC濃(nong)度,緩(huan)蝕(shi)率減小。此(ci)結(jie)(jie)果與極化曲線法所得結(jie)(jie)論一(yi)致。
表(biao)2 AZ31B鎂合(he)金在含不同濃度(du)SDDTC的(de)3.5%NaCl溶液中的(de)電化(hua)學阻抗譜擬合(he)參(can)數(shu)
2.3 吸附(fu)模型
SDDTC與鎂合金表面作用機理(li)可(ke)以(yi)通過吸(xi)附等溫線進行研究。假設SDDTC在AZ31B鎂合金表面的(de)吸(xi)附符合Langmuir吸(xi)附模型,則(ze)應有[12]:
c θ = 1 K ads + c(3)
式(shi)中(zhong),c為(wei)(wei)緩蝕劑濃度(du);Kads為(wei)(wei)吸附平衡常數;θ為(wei)(wei)表面膜覆蓋度(du),其中(zhong)θ采用EIS得(de)到的(de)緩蝕率η (%) 表示。
圖4為(wei)c/θ相對于(yu)c的(de)線(xian)性關系曲線(xian)。從得(de)出的(de)結果可知,R 2為(wei)0.99978,接近(jin)1,說(shuo)明(ming)SDDTC在鎂(mei)合金表面(mian)符合Langmuir吸(xi)附(fu)。標準Gibbs自由(you)能能夠反映SDDTC在鎂(mei)合金表面(mian)發生的(de)吸(xi)附(fu)類型(xing),且與Kads有關,可通(tong)過下式計算[13]:
Δ G ads 0 = - 2.303 RTlg ( 55.5 K ads )(4)
式中,55.5為(wei)溶劑水的摩爾濃度 (molL-1);R為(wei)理想氣(qi)體常數(shu) (8.314 mol-1K-1);T為(wei)反應的熱(re)力學溫度 (K)。
圖4 AZ31B鎂合金在添加SDDTC的3.5%NaCl溶液中的Langmuir吸(xi)附等溫線
計算得到的(de) Δ G ads 0 值為(wei)-16.55 kJmol-1 (“-”表示自發進行(xing))。通常(chang),當 Δ G ads 0 為(wei)-20 kJmol-1或更負時,帶電的(de)分子與金(jin)(jin)屬之間(jian)由靜電相互作用吸附在金(jin)(jin)屬表面,為(wei)物理吸附;而 Δ G ads 0 為(wei)-40 kJmol-1或更負時,由于電子的(de)轉移或者(zhe)共用形成共價(jia)鍵(jian),為(wei)化學吸附[14]。故SDDTC與鎂合金(jin)(jin)基(ji)體之間(jian)的(de)吸附為(wei)物理吸附。
2.4 紅外光(guang)譜分析
圖5為(wei)AZ31B鎂合(he)金(jin)在(zai)未(wei)添(tian)加緩(huan)蝕(shi)劑(ji)及添(tian)加5.0 mmolL-1 SDDTC溶(rong)液中(zhong)(zhong)浸泡(pao)3 d后的(de)(de)(de)表面紅外光譜(pu)。可知,在(zai)未(wei)添(tian)加和(he)添(tian)加緩(huan)蝕(shi)劑(ji)的(de)(de)(de)溶(rong)液中(zhong)(zhong),3430和(he)1649 cm-1處(chu)(chu)存(cun)(cun)在(zai)Mg(OH)2的(de)(de)(de)特征峰。在(zai)SDDTC粉末和(he)含SDDTC溶(rong)液中(zhong)(zhong),在(zai)2976~2927 cm-1處(chu)(chu)的(de)(de)(de)吸收峰是(shi)—CH2的(de)(de)(de)伸縮振(zhen)(zhen)動峰,1092~1051 cm-1處(chu)(chu)是(shi)C—S的(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)動峰,1453 cm-1處(chu)(chu)是(shi)C—N的(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)動峰。這些峰的(de)(de)(de)存(cun)(cun)在(zai),說(shuo)明(ming)在(zai)鎂合(he)金(jin)表面膜層中(zhong)(zhong)存(cun)(cun)在(zai)SDDTC,它與Mg(OH)2膜層共同作用抑制了AZ31B鎂合(he)金(jin)在(zai)NaCl溶(rong)液中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)腐蝕(shi)。
圖5 AZ31B鎂合金在未添加(jia)(jia)及添加(jia)(jia)5.0 mmolL-1 SDDTC的3.5%NaCl溶液中浸泡3 d后的紅外(wai)光譜
2.5 表面形貌(mao)
圖6為AZ31B鎂(mei)合(he)金(jin)在(zai)未(wei)添加和添加5.0 mmolL-1 SDDTC的(de)(de)3.5%NaCl溶(rong)液中浸泡3 d后表(biao)(biao)面的(de)(de)SEM像。可見,無SDDTC時,試樣表(biao)(biao)面腐蝕(shi)嚴重,有(you)很深的(de)(de)裂(lie)紋,且表(biao)(biao)面比較粗(cu)糙;而添加SDDTC后腐蝕(shi)程度大大降低,有(you)少量裂(lie)紋,表(biao)(biao)面變得比較平整(zheng)、均勻。這說明,5.0 mmolL-1 SDDTC能吸附在(zai)鎂(mei)合(he)金(jin)表(biao)(biao)面形(xing)成較為致(zhi)密的(de)(de)保護膜,阻止Cl-與(yu)基體(ti)接觸,有(you)效抑制了AZ31B鎂(mei)合(he)金(jin)在(zai)NaCl介質中的(de)(de)腐蝕(shi)。
2.6 緩(huan)蝕機(ji)理
AZ31B鎂合金在3.5%NaCl溶液(ye)中的(de)腐(fu)蝕屬于(yu)電化學(xue)腐(fu)蝕,其陽極和陰極反(fan)應分別為(wei)[15]:
Mg → M g 2 + + 2 e -(5)
2 H 2 O + 2 e - → H 2 + 2 O H -(6)
從(cong)(cong)反(fan)應式可(ke)知,鎂(mei)合金(jin)腐(fu)蝕(shi)(shi)會產(chan)生(sheng)OH-,從(cong)(cong)而導致(zhi)pH值(zhi)(zhi)增大。當pH值(zhi)(zhi)達到(dao)一定(ding)值(zhi)(zhi)時,腐(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)生(sheng)的Mg2+和OH-會生(sheng)成白色Mg(OH)2,沉積于鎂(mei)合金(jin)表面,對鎂(mei)合金(jin)基(ji)體(ti)起到(dao)一定(ding)的保護(hu)作用。但因(yin)腐(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)物Mg(OH)2比較疏松,且有很深裂(lie)紋,對基(ji)體(ti)的保護(hu)作用有限。
圖(tu)6 AZ31B鎂合金在未添(tian)加及添(tian)加5.0 mmolL-1 SDDTC的(de)3.5%NaCl溶液中浸泡3 d后(hou)表面的(de)SEM像
由吸附自由能 Δ G ads 0 可知(zhi),SDDTC在鎂(mei)合(he)(he)(he)金表面(mian)發生(sheng)了物(wu)理吸附。Mg的(de)腐(fu)蝕會使溶(rong)液的(de)OH-濃度(du)升高,pH值增大 (見表1),促(cu)(cu)進了二乙(yi)基(ji)二硫(liu)代(dai)氨基(ji)甲酸(suan)根離(li)子的(de)電(dian)離(li),分子鏈間的(de)靜電(dian)排斥作(zuo)用(yong)促(cu)(cu)使二乙(yi)基(ji)二硫(liu)代(dai)氨基(ji)甲酸(suan)根基(ji)團鋪展開來,在鎂(mei)合(he)(he)(he)金表面(mian)吸附成(cheng)膜(mo),形成(cheng)的(de)吸附膜(mo)與(yu)腐(fu)蝕產物(wu)Mg(OH)2一起構成(cheng)更為致(zhi)密(mi)的(de)表面(mian)膜(mo),從而對(dui)鎂(mei)合(he)(he)(he)金在NaCl介(jie)質中(zhong)的(de)腐(fu)蝕起到良好(hao)的(de)緩蝕作(zuo)用(yong)。但和其對(dui)鋼和Cu的(de)緩蝕效(xiao)果相比(bi),緩蝕率要低,這與(yu)其在鎂(mei)合(he)(he)(he)金表面(mian)形成(cheng)的(de)膜(mo)層(ceng)以物(wu)理吸附為主(zhu)有(you)關。因(yin)此(ci),要想提(ti)高其對(dui)鎂(mei)合(he)(he)(he)金的(de)緩蝕率,必須采取(qu)添加無機(ji)(ji)或(huo)有(you)機(ji)(ji)緩蝕劑與(yu)SDDTC形成(cheng)復配。
3 結論
(1) SDDTC能有效抑(yi)制AZ31B鎂合(he)金在3.5%NaCl溶液中的(de)腐蝕(shi),是以陰極抑(yi)制為(wei)主(zhu)的(de)混合(he)型緩蝕(shi)劑。緩蝕(shi)率隨緩蝕(shi)劑濃度的(de)增加先(xian)增大(da)后減小;當濃度為(wei)5.0 mmolL-1時(shi),緩蝕(shi)率達到最大(da),為(wei)69%。
(2) SDDTC在(zai)鎂合金表面發生物理吸(xi)附(fu),符合Langmuir吸(xi)附(fu)模型。