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铜在臭氧中腐蚀初期的行为与机理

采用石英晶体微天平（QCM）反应性监测方法研究了铜在臭氧环境中的腐蚀初期行为及机理。通过监测不同臭氧浓度、不同温度下表面镀铜石英晶振片的频率变化，得到铜在臭氧环境中的腐蚀动力学曲线，并据此计算了腐蚀速度等参数，进一步推测铜在臭氧中的腐蚀机理。结果表明，在特定腐蚀条件下，镀铜石英晶振片的频率随时间变化呈下降趋势，说明晶振片表面的铜与腐蚀介质发生反应生成腐蚀产物，导致镀铜石英晶振片表面质量增加，引起频率下降。臭氧浓度和温度对铜的腐蚀行为有着不同程度的影响，随着臭氧浓度的增大和反应温度的升高，铜的腐蚀速率不断增大。

关键词: 臭氧 , 大气腐蚀 , 铜 , 石英晶体微天平(QCM)

带锈青铜文物材料在环境模拟介质中的腐蚀发展行为

林颖 , 闫莹 , 吴雪威 , 伍思敏 , 周浩 , 吴来明 , 蔡兰坤

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.007

目的研究3种带锈青铜及裸青铜文物材料在3种环境模拟液中的腐蚀发展行为.方法采用动电位扫描和SEM-EDS等方法研究试样的腐蚀特征和现象.结果在模拟大气环境介质中,电位在50~160 mV阳极极化范围内,与其他三种青铜材料相比,带CuCl锈青铜的阳极腐蚀电流密度最小;在模拟海水介质中,锈蚀青铜的腐蚀电流密度略大于裸青铜的;在模拟SO2环境介质中,4种青铜试样的Rp值均大于大气环境介质中的.结论在模拟大气环境介质中,且阳极极化电位接近自腐蚀电位时,CuCl锈对青铜基体具有一定的保护性;在模拟海水环境介质中,带锈青铜的表面锈对基体没有保护作用;在模拟SO2环境介质中,与在模拟大气环境介质中相比,SO32-的引入会抑制青铜的腐蚀.表面形貌和能谱分析结果表明,裸青铜、CuCl锈青铜和混合锈青铜在模拟SO2环境介质中,有点蚀现象发生,对粉状锈的生成有抑制作用.

关键词: 带锈青铜 , 粉状锈 , 动电位扫描法

模拟青铜文物粉状锈表面的超疏水制备及表征

伍思敏 , 闫莹 , 白钟庆 , 周浩 , 吴来明 , 林颖 , 蔡兰坤

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.006

目的粉状锈会严重危害青铜文物,研究青铜文物粉状锈表面性质对建立合理有效的防护方法具有重要的意义.方法通过自组装技术,在染有粉状锈的青铜试片表面制备3-巯基丙基三甲氧基硅烷和正辛基三乙氧基硅烷复合膜.采用傅里叶变换红外光谱、扫描电镜和接触角测量仪,对复合膜表面的形貌特征和结构特点进行了表征和分析,利用电化学测试研究试片的耐腐蚀性能.结果红外光谱及扫描电镜显示,在试片的粉状锈表面形成了良好的硅烷复合膜.经自组装后的试片表面具有超疏水性,接触角从86.3°提高到155.2°.水滴与试片表面的接触面中约91.3%是液/气界面,只有较少一部分液体与试片接触.自组装后,试片的耐腐蚀性显著提升,试片的自腐蚀电流密度Jcorr由2.58×10–2 mA/cm2降低到1.081×10–2 mA/cm2,缓蚀效率为95.81%.结论硅烷复合膜可以在试片的粉状锈表面形成一层保护膜,有效地隔绝试片与液体的接触,使其具有超疏水性,同时提高其耐腐蚀性.

关键词: 粉状锈 , 青铜 , 超疏水 , 自组装 , 硅烷 , 耐蚀性

臭氧气氛下LED灯光对银质文物模拟材料腐蚀变色的影响

朱以亮 , 闫莹 , 周浩 , 吴来明 , 吴雪威 , 史笔函 , 蔡兰坤

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.03.032

目的研究臭氧与LED灯光共同作用于银质文物模拟材料的腐蚀行为和规律.方法采用石英晶体微天平(QCM)反应性监测及SEM-EDS等方法,研究了暴露于臭氧和LED灯下的银质文物模拟材料的腐蚀行为及其表面特征.结果暴露于LED灯或臭氧条件下的石英晶振片频率均有所下降,而暴露于LED灯加臭氧复合条件下的石英晶振片频率下降速率更快且最终下降值更多.此外,升高LED灯色温、增大臭氧浓度或提高环境温度,均会使石英晶振片频率下降速率更快且最终下降值更大.在臭氧质量浓度为5 μg/L环境中,与无光照条件相比,LED光照下的银片表面的腐蚀产物及氧元素含量较多,并且LED灯的色温越高,其光照下的银片表面生成的腐蚀产物越多,但不同品牌的LED灯下的银片表面腐蚀产物生成量及氧元素含量均相近.结论臭氧与LED灯光均会加速银的腐蚀,两者共同作用时,会使银腐蚀更严重.升高LED灯色温、增加臭氧浓度或提升环境温度也同样会加速银的腐蚀,但不同品牌LED灯对银腐蚀的影响却相差无几.

关键词: 银 , 文物 , LED灯光 , 臭氧 , 腐蚀 , 石英晶体微天平

羧甲基壳聚糖基调湿材料的制备及性能

沈方红 , 罗曦芸 , 张文清 , 吴来明

功能材料

以羧甲基壳聚糖为原料添加无机盐,制得调湿材料.研究了实验因素,如无机盐的种类,无机盐的用量对调湿材料的调湿性能的影响.结果表明:无机盐选用KAc,用量占总量的50%时,调湿材料在相对湿度为30%、50%、70%下吸湿量分别可达26.2%、45.5%和86.0%,同时具有较好的放湿能力.

关键词: 羧甲基壳聚糖 , 调湿 , 无机盐

碳钢在臭氧中的初期腐蚀行为与机理

武琼 , 闫莹 , 周浩 , 吴来明 , 郭宇平 , 蔡兰坤

腐蚀与防护

大气中的臭氧氧化性强,对金属材料的破坏作用非常大.以碳钢为基体,测试其在臭氧存在条件下的腐蚀行为,并进行了自然空气条件下的对比试验;采用扫描电镜、能谱分析和激光拉曼等技术分析了不同条件下碳钢的腐蚀形貌及腐蚀产物,初步探讨了碳钢在臭氧气氛中的腐蚀机理.结果表明,与在自然空气中相比,碳钢在臭氧中的腐蚀更为严重,并且随时间延长腐蚀加重.腐蚀初期产物的主要成分为γ-FeOOH和γ-Fe2O3,随着腐蚀时间的延长,γ-FeOOH会逐步脱水形成γ-Fe2O3和α-Fe2O3.

关键词: 碳钢 , O3 , 初期腐蚀 , 腐蚀机理