CN105369256B - 一种在汽车冷却液中的镁合金缓蚀剂及其应用 - Google Patents

一种在汽车冷却液中的镁合金缓蚀剂及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及金属材料防腐技术领域，具体涉及一种在汽车冷却液中的镁合金缓蚀剂。该镁合金缓蚀剂采用磷酸氢二铵和木质素磺酸钠以1:1复配。本发明采用有机和无机物复配，利用缓蚀物质间的协同效应，其在25℃下电化学性能测试证明缓蚀效率高达93.16%。由于木质素磺酸钠是一种价格低、来源广泛、无污染的有机物，与无机物磷酸氢二铵进行有机和无机物复配，有良好的协同效应。此复配型缓蚀剂在常温和高温时都有良好的缓蚀效果：在25℃下电化学性能测试证明缓蚀效率高达93.16%，在88℃下电化学性能测试证明缓蚀效率高达99.38%。对镁合金在汽车冷却液中具有优异的耐腐蚀性能。

Description

一种在汽车冷却液中的镁合金缓蚀剂及其应用
技术领域
本发明属于金属材料防腐技术领域，具体为一种在汽车冷却液中的镁合金缓蚀剂及其应用。
背景技术
随着科学技术的进步和世界能源资源的紧缺，节能减排并开发新的结构材料正成为研究的主流趋势。据统计，汽车重量每降低100kg，每百公里油耗减少0.7L，汽车自重每降低10％，燃油效率可以提高5.5％。故减轻汽车自身质量可达到节能降耗、保护环境的目的。
镁在地壳中储藏量仅次于铝和铁，是比重最小的金属(比重为1.73g/cm3)。发动机冷却系统是汽车发动机的核心部件，选用镁合金作为发动机冷却系统材料是比铝合金和塑料更为优良的轻质材料。故在汽车发动机冷却系统中采用镁合金具有良好的减重潜力。但是镁是一种非常活泼的金属，在25℃时的标准电位为-2.36V，故镁及其合金在大多数有机酸、无机酸和中性介质中均不耐腐蚀，甚至在蒸馏水中，去除了表面膜的镁合金也会因为发生腐蚀而析氢。由此限制了镁及其合金的在汽车、航空等领域的应用。在汽车冷却液中添加缓蚀剂来抑制镁合金的腐蚀是一种非常有效的防腐技术，其优点是使用方便、见效快、效率高。因此，研究一种在汽车冷却液中的镁合金缓蚀剂将有重要意义和工业应用价值。
发明内容
本发明正是针对以上技术问题，提供一种缓蚀效率高、具有优异的耐腐蚀性能的汽车冷却液中的镁合金缓蚀剂。
本发明的另外一个目的是提供以上镁合金缓蚀剂的应用方法，
本发明的具体技术方案如下：
一种在汽车冷却液中的镁合金缓蚀剂，该镁合金缓蚀剂包含以下组分：磷酸氢二铵和木质素磺酸钠，按质量计，磷酸氢二铵和木质素磺酸钠的混合比例为1-4:1-4。
作为优选，该镁合金缓蚀剂包含以下组分：磷酸氢二铵和木质素磺酸钠，按质量计，磷酸氢二铵和木质素磺酸钠的混合比例为1:1。
所述的磷酸氢二铵的浓度为0.25g/L，木质素磺酸钠的浓度为0.25g/L。
该镁合金缓蚀剂使用的条件为20-90℃。当温度为20℃-30℃时，磷酸氢二铵和木质素磺酸钠的添加总浓度为0.4-0.6g/L，缓蚀效率高达93.16％；当温度为85℃-90℃时，磷酸氢二铵和木质素磺酸钠的添加总浓度为0.1-0.3g/L，缓蚀效率高达99.38％。
本发明的积极效果体现在：
(一)、采用有机和无机物复配，利用缓蚀物质间的协同效应，其在25℃下电化学性能测试证明缓蚀效率高达93.16％。
(二)、木质素磺酸钠是一种价格低、来源广泛、无污染的有机物，与无机物磷酸氢二铵进行有机和无机物复配，有良好的协同效应。
(三)、此复配型缓蚀剂在常温和高温时都有良好的缓蚀效果：在25℃下电化学性能测试证明缓蚀效率高达93.16％，在88℃下电化学性能测试证明缓蚀效率高达99.38％。
(四)、此复配缓蚀剂制备简单，只需将两种物质按照比例直接混合。
附图说明
图1是单独添加磷酸氢二铵、木质素磺酸钠及二者复配的极化曲线图。
图2是25℃时AZ91D镁合金在50％乙二醇溶液中没有添加缓蚀剂浸泡7天的SEM图。
图3是25℃时AZ91D镁合金在50％乙二醇溶液中添加缓蚀剂浸泡7天的SEM对比图。
图4是88℃时AZ91D镁合金在体积百分含量为50％乙二醇溶液中没有添加0.2g/L缓蚀剂浸泡5天的SEM图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。
实施例1：
对两种缓蚀剂(磷酸氢二铵、木质素磺酸钠)进行单因素及二者复配对比试验。
试验过程具体如下：
(1)AZ91D镁合金工作电极前处理
将AZ91D镁合金试样加工成Φ11.3x50mm的圆柱状，整个电极用环氧树脂封装，仅暴露出1.0cm2的工作面积。工作面用金相砂纸从200#、320#、400#、600#、800#、1000#、1200#逐级打磨，丙酮除油、乙醇清洗，然后置于冷空气中干燥待用。
(2)试验溶液的配制
本专利采用50％(体积分数)乙二醇型冷却液体系，腐蚀水溶液参考ASTM D1384-96(148mg/L Na2SO4+138mg/L NaHCO3+165mg/L NaCl)配制。
其余溶液分别为：①0.2g/L磷酸氢二铵；
②0.05g/L木质素磺酸钠；
③0.2g/L磷酸氢二铵+0.05g/L木质素磺酸钠；
(3)试验仪器及方法
采用Solartron1287+1260电化学测试系统中极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)对缓蚀剂的缓蚀性能进行测试：采用三电极体系，用处理好的AZ91D镁合金做工作电极，Pt片做辅助电极，饱和甘汞电极做参比电极(SCE)；测试时是在25℃，50％(体积分数)乙二醇型发动机冷却液体系中0.5h后在开路电位下进行的。极化曲线测试的电位扫描范围约为-0.30～+0.30V(vs OCP)，扫描速度为0.5mV/s。电化学阻抗谱测试频率范围为0.01Hz-100KHz，交流电激励信号为5mV的正弦波。
试验结果
缓蚀剂的缓蚀效果可以用极化曲线对应的腐蚀电流密度来计算：
表示添加缓蚀剂时金属在介质中的腐蚀电流密度。
参见图1，图1是单独添加磷酸氢二铵、木质素磺酸钠及二者复配的极化曲线图。从图中1可以看出，溶液中单独存在磷酸氢二铵时，阳极极化曲线大大降低，为阳极型缓蚀剂；单独存在木质素磺酸钠时，并没有对AZ91D镁合金产生明显的缓蚀作用；而当两者复配时，腐蚀电位正移，其阳极极化曲线和阴极极化曲线均有明显降低，说明这两种物质复配具有明显的缓蚀效果，且有缓蚀物质间的协同效应，形成了一种混合型缓蚀剂。
对应的电化学数据列于表1
表1：AZ91D镁合金在三种缓蚀剂中进行单因素及两者复配的极化曲线拟合参数
从表中可以看出，单独加磷酸氢二铵、木质素磺酸钠，缓蚀效率均不高，对镁合金的缓蚀作用有限。两者复配时，腐蚀电流密度明显减小，且结合极化曲线图可知，这两种物质组合时同时控制了阳极和阴极过程，缓蚀效率增大至85.14％。说明当这两种物质复配时有更优异的缓蚀作用，即体现了缓蚀剂之间的协同效应。
实施例2：
根据实施例1使用的两种缓蚀剂，设计常温下(25℃)不同复配比例优化缓蚀剂配方。
(1)AZ91D镁合金工作电极前处理同实施例1
(2)试验溶液的配制
采用50％(体积分数)乙二醇型发动机冷却液体系，腐蚀水溶液参考ASTM D1384-96(148mg/L Na2SO4+138mg/L NaHCO3+165mg/L NaCl)配制。将两种物质按照不同比例进行复配：
①0.1g/L磷酸氢二铵+0.025g/L木质素磺酸钠(4:1)；
②0.1g/L磷酸氢二铵+0.05g/L木质素磺酸钠(2:1)；
③0.1g/L磷酸氢二铵+0.1g/L木质素磺酸钠(1:1)；
④0.1g/L磷酸氢二铵+0.2g/L木质素磺酸钠(1:2)；
⑤0.1g/L磷酸氢二铵+0.4g/L木质素磺酸钠(1:4)。
(3)试验仪器及方法
采用Solartron1287+1260电化学测试系统中极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)对缓蚀剂的缓蚀性能进行测试：采用三电极体系，用处理好的AZ91D镁合金做工作电极，Pt片做辅助电极，饱和甘汞电极做参比电极(SCE)；测试时是在25℃和88℃下，50％(体积分数)乙二醇型发动机冷却液体系中0.5h后在开路电位下进行的。极化曲线测试的电位扫描范围约为-0.30～+0.30V(vs OCP)，扫描速度为0.5mV/s。电化学阻抗谱测试频率范围为0.01Hz-100KHz，交流电激励信号为5mV的正弦波。
(4)试验结果
缓蚀剂的缓蚀效果可以用极化曲线对应的腐蚀电流密度来计算：
式中，η表示缓蚀剂的缓蚀效率；Icorr表示未添加缓蚀剂时金属在介质中的腐蚀电流密度；Iˊcorr表示添加缓蚀剂时金属在介质中的腐蚀电流密度。
对应的电化学数据列于下表2：
表2：AZ91D在50％乙二醇体系中不同比例磷酸氢二铵和木质素磺酸钠的极化曲线拟合参数
从表2中数据可以看出，添加了不同复配比的磷酸氢二氨和木质素磺酸钠使得AZ91D镁合金腐蚀电流密度较空白明显较小，说明两种物质复配能够对AZ91D镁合金在50％乙二醇冷却液中起到一定的缓蚀作用。当磷酸氢二氨和木质素磺酸钠复配比为1:1时，腐蚀电流密度最小，缓蚀效率达到88.08％。其原因可能是磷酸氢二氨与木质素磺酸钠在试样表面形成一层致密的保护膜，减缓AZ91D镁合金在50％乙二醇冷却液中的腐蚀作用。
表3：AZ91D在50％乙二醇体系中不同比例磷酸氢二铵和木质素磺酸钠的阻抗谱拟合参数
缓蚀剂 Rs/Ω.cm2 CPEf/uF.cm-2 n Rf/Ω.cm2 Cdl/u F.cm-2 Rct/Ω.cm2
空白 2421 9.8927 0.85827 5601 2850.7 2895
4:1 1897 12.874 0.83213 15671 820.34 4903
2:1 1895 10.778 0.84725 24927 759.14 9744
1:1 1939 10.177 0.84243 26313 410.32 6837
1:2 1933 10.912 0.82822 25099 458.01 9453
1:4 1693 12.851 0.82222 14022 776.79 5602
根据表3中的拟合参数，其中Rs为处在镁合金电极与参比电极间的溶液层电阻，CPEf代表表面膜层电容(考虑“弥散效应”，采用常相位角元件CPEf代表双电层电容)，Rf代表表面膜层电阻。Cdl、Rct分别代双电层电容和电荷传递电阻。与50％乙二醇空白溶液相比，AZ91D镁合金在添加了不同复配比缓蚀剂的溶液中，膜电阻Rf明显增大，通常认为，Rf越大，则缓蚀剂表面膜层性能越好。表3中，与空白溶液相比，Rs减小，说明更利于离子在溶液中的传递；CPEf增大，弥散指数n减小，Rf增大，均表明AZ91D镁合金表面形成一层膜，起到一定的缓蚀作用；Cdl减小，Rct增大，表明在AZ91D局部传递阻力增大，在一定程度上阻止表面局部腐蚀的发生，从而对AZ91D在50％乙二醇溶液中起到一定的缓蚀作用。当复配比例为1:1时，Rf最大，从空白的5601Ω.cm2增加至26313Ω.cm2，是几个比例中的最大值。对AZ91D镁合金在50％乙二醇冷却液中起到良好的保护作用。阻抗谱测试结果与极化曲线测试结果相吻合。
由极化曲线及阻抗测试结果表明，不同比例的磷酸氢二铵和木质素磺酸钠复配后对AZ91D镁合金在50％乙二醇溶液中均有缓蚀作用，其中以1:1复配时为其他比例中的最优比例，大大提高了AZ91D镁合金在50％(体积分数)乙二醇体系中的耐蚀性，为发动机冷却液中镁合金的材料保护提供了可靠方案。
实施例3：
两中缓蚀剂复配以1:1进行浓度变化试验。
(1)AZ91D镁合金工作电极前处理同实施例1
(2)试验溶液的配制
本专利采用50％(体积分数)乙二醇型发动机冷却液体系，腐蚀水溶液参考ASTMD1384-96(148mg/L Na2SO4+138mg/L NaHCO3+165mg/L NaCl)配制。
其余溶液分别为：
①0.0625g/L磷酸氢二铵+0.0625g/L木质素磺酸钠；
②0.125g/L磷酸氢二铵+0.125g/L木质素磺酸钠；
③0.25g/L磷酸氢二铵+0.25g/L木质素磺酸钠；
④0.5g/L磷酸氢二铵+0.5g/L木质素磺酸钠；
⑤1g/L磷酸氢二铵+1g/L木质素磺酸钠。
(3)试验仪器及方法
采用输力强1287电化学测试系统中极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)对本缓蚀剂的缓蚀性能进行测试：采用三电极体系，用处理好的AZ91D镁合金做工作电极，Pt片做辅助电极，饱和甘汞电极做参比电极；极化曲线测试的电位扫描范围约为-0.30(vs OCP)～+0.30(vs OCP)V，扫描速度为0.5mv﹒s-1。电化学阻抗谱测试频率范围为0.01-100KHz，交流电激励信号为5mV的正弦波。测试时是在25℃，50％(体积分数)乙二醇型发动机冷却液体系中0.5h后在开路电位下进行的。
(4)试验结果
对应的电化学数据列于下表5：
表4：AZ91D在50％乙二醇体系中添加复配缓蚀剂总浓度变化的极化曲线拟合参数
缓蚀剂 Ecorr(SCE)/V Icorr/u A.cm-2 缓蚀效率％
空白 -1.4319 10.602 /
0.125g/L -1.4679 3.5307 66.70
0.25g/L -1.4566 1.5984 84.92
0.5g/L -1.4326 0.7257 93.16
1g/L -1.4543 1.2789 87.94
2g/L -1.5291 2.6168 75.32
由表4中可知，与50％乙二醇空白溶液相比，当复配缓蚀剂总浓度小于0.5g/L时，随着缓蚀剂浓度的增大，腐蚀电流密度逐渐减小至0.7257 uA/cm2，缓蚀效率升高到93.16％；当浓度大于0.5g/L时，随着浓度的增大，腐蚀电流密度从0.7257uA/cm2增加到2.6168uA/cm2，缓蚀效率下降至75.32％。当浓度为0.5g/L时，缓蚀效率最高。
表5：AZ91D镁合金在50％(体积分数)乙二醇体系中添加缓蚀剂总浓度变化的阻抗谱拟合参数
缓蚀剂 Rs/Ω.cm2 CPEf/uF.cm-2 n Rf/Ω.cm2 Cdl/u F.cm-2 Rct/Ω.cm2
空白 2421 9.8927 0.85827 5601 2850.7 2895
0.125g/L 2163 9.6137 0.85635 24694 452.52 6378
0.25g/L 1754 10.45 0.83943 30268 931.32 13276
0.5g/L 1513 8.6433 0.8589 45581 381.35 14436
1g/L 870.2 11.064 0.83072 36950 582.44 13288
2g/L 613.8 12.339 0.82718 17519 254.96 5982
由表5可知，与50％乙二醇空白溶液相比，加入缓蚀剂后的膜电阻Rf均明显增大，且随着缓蚀剂浓度增大，膜电阻Rf先增大后减小，当总浓度为0.5g/l时Rf从5601Ω.cm2增加到45581Ω.cm2，是总浓度中的最大值，说明复配的缓蚀剂在此浓度时具有非常优异的缓蚀性能，与极化曲线的测试结果一致。
实施例4：
磷酸氢二铵和木质素磺酸钠进行失重实验来验证电化学测试结果。
试验过程具体如下：
(1)AZ91D镁合金试样前处理
将AZ91D镁合金试样尺寸加工成39.5x31x4.5mm用于失重实验，10x10x4.5mm用于表面分析测试。工作面用金相砂纸从200#、320#、400#、600#、800#、1000#、1200#逐级打磨，丙酮除油、乙醇清洗，然后置于冷空气中干燥待用。
(2)试验溶液的配制
采用50％(体积分数)乙二醇型发动机冷却液体系，腐蚀水溶液参考ASTM D1384-96(148mg/L Na2SO4+138mg/L NaHCO3+165mg/L NaCl)配制。
其余溶液分别为：①0.0625g/L磷酸氢二铵+0.0625g/L木质素磺酸钠；
②0.125g/L磷酸氢二铵+0.125g/L木质素磺酸钠；
③0.25g/L磷酸氢二铵+0.25g/L木质素磺酸钠；
④0.5g/L磷酸氢二铵+0.5g/L木质素磺酸钠；
⑤1g/L磷酸氢二铵+1g/L木质素磺酸钠。
(3)试验仪器及方法
将清洗、干燥后的试样用分析天平(精确到0.1mg)称初始重量W0，以50％(体积分数)乙二醇溶液为空白对比，将加工好的失重试样3块和表面分析测试试样1块浸没于500ml配制好的①-⑤溶液中，试样之间用聚四氟乙烯垫片隔开，用水浴锅恒温控制25℃，浸泡7天。浸泡7天后将试样取出，用去离子水清洗并干燥，将失重试样浸于200g/lCrO3+10g/lAgNO3溶液中超声清洗8min，清除镁合金表面腐蚀产物，并用无水乙醇和丙酮超声清洗，用去离子水清洗后冷风吹干，称取最终重量W1。
表面分析测试试样用去离子水清洗并干燥，用VEGA 3 SBU型扫描电子显微镜观察AZ91D镁合金表面形貌。
(4)试验结果
腐蚀速度的质量指标可以用失重腐蚀速度来表示：
式中，V-表示失重腐蚀速度,单位g/(m2.h)；W0表示腐蚀前金属试样的质量，单位g；W1表示腐蚀后经出去腐蚀产物处理的试样质量，单位g；S是试样暴露表面积，单位㎡；t是腐蚀的时间，单位h.
失重实验数据列于表6：
表6：AZ91D镁合金在50％乙二醇体系中1:1复配缓蚀剂浓度变化的失重结果
由表6中可知，与50％乙二醇空白溶液相比，加入不同浓度的复配缓蚀剂的失重量均有一定程度的减少，腐蚀速率也有所下降。当浓度小于0.5g/L时，随着浓度的增大，失重量逐渐减少，对应的腐蚀速率也减小，计算出的缓蚀效率逐渐增大到83.76％；当浓度大于0.5g/L时，随着浓度的增大，失重量逐渐增加，腐蚀速率也有所增加，缓蚀效率下降至49.97％，这个趋势与电化学测试结果吻合。当浓度为0.5g/l时失重量最小，腐蚀速率最低，缓蚀效率达到83.76％。这个结果与电化学测试结果计算出的缓蚀效率有一定的差异，这可能是因为电化学测试是瞬时腐蚀速率，而失重实验测得的是平均腐蚀速率，但电化学测试结果与失重实验结果有比较好的相关性，通过失重实验得出的结果很好地验证了电化学测试得出的结论。
参见图2和图3，图2是25℃时AZ91D镁合金在50％乙二醇溶液中没有添加缓蚀剂浸泡7天的SEM图。图3是25℃时AZ91D镁合金在50％乙二醇溶液中添加缓蚀剂浸泡7天的SEM图。
从图中可以看出，未加缓蚀剂的AZ91D镁合金表面产生了明显的孔蚀和裂纹，基体表面已被破坏。添加了0.5g/L复配缓蚀剂的AZ91D镁合金表面没有产生孔蚀和裂纹，且表面膜比较均匀，说明复配的缓蚀剂具有优异的缓蚀效果，增加了AZ91D镁合金在乙二醇型冷却液中的耐蚀性。
实施例5：
对复配的缓蚀剂在高温下进行浓度变化试验。
(1)AZ91D镁合金工作电极前处理同实施例1
(2)试验溶液的配制
本专利采用50％(体积分数)乙二醇型发动机冷却液体系，腐蚀水溶液参考ASTMD1384-96(148mg/L Na2SO4+138mg/L NaHCO3+165mg/L NaCl)配制。
其余溶液分别为：
①0.025g/L磷酸氢二铵+0.025g/L木质素磺酸钠；
②0.05g/L磷酸氢二铵+0.05g/L木质素磺酸钠；
③0.1g/L磷酸氢二铵+0.1g/L木质素磺酸钠；
④0.2g/L磷酸氢二铵+0.2g/L木质素磺酸钠。
(3)试验仪器及方法
采用输力强1287电化学测试系统中极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)对本缓蚀剂的缓蚀性能进行测试：采用三电极体系，用处理好的AZ91D镁合金做工作电极，Pt片做辅助电极，饱和甘汞电极做参比电极；极化曲线测试的电位扫描范围约为-0.30(vs OCP)～+0.30(vs OCP)V，扫描速度为0.5mv﹒s-1。电化学阻抗谱测试频率范围为0.01-100KHz，交流电激励信号为5mV的正弦波。测试时是在88℃，50％(体积分数)乙二醇型发动机冷却液体系中0.5h后在开路电位下进行的。
(5)试验结果
对应的电化学数据列于下表7：
表7：88℃时，AZ91D在50％乙二醇体系中添加复配缓蚀剂总浓度变化的极化曲线拟合参数
由表7中可知，在88℃时，当浓度小于0.2g/L时，随着缓蚀剂浓度的增大，腐蚀电位逐渐正移，腐蚀电流密度减小，计算出的缓蚀效率从93.30％增加至99.38％；当浓度大于0.2g/L时，再增加浓度，腐蚀电位明显负移，腐蚀电流密度从0.25278u A.cm-2增加到11.222u A.cm-2，缓蚀效率减小到73.03％。故浓度为0.2g/L时，腐蚀电流密度最小，缓蚀效率高达99.38％，说明高温时，磷酸氢二氨和木质素磺酸钠仍有非常优异的缓蚀效果。
表8：88℃时，AZ91D镁合金在50％(体积分数)乙二醇体系中添加缓蚀剂总浓度变化的阻抗谱拟合参数
由表8可知，88℃时，随着缓蚀剂浓度增大，膜电阻Rf先增大后减小，当浓度为0.2g/L时，Rf增大到78946Ω.cm2，计算出的缓蚀效率最高，当浓度再增大时，Rf反而减小至16114Ω.cm2，说明并非浓度越大，缓蚀效果越好，这与极化曲线测试出的结果一致。
实施例6：
磷酸氢二铵和木质素磺酸钠进行失重实验来验证高温条件下的电化学测试结果。
试验过程具体如下：
(1)AZ91D镁合金试样前处理
将AZ91D镁合金试样尺寸加工成39.5x31x4.5mm用于失重实验，10x10x4.5mm用于表面分析测试。工作面用金相砂纸从200#、320#、400#、600#、800#、1000#、1200#逐级打磨，丙酮除油、乙醇清洗，然后置于冷空气中干燥待用。
(2)试验溶液的配制
采用50％(体积分数)乙二醇型发动机冷却液体系，腐蚀水溶液参考ASTM D1384-96(148mg/L Na2SO4+138mg/L NaHCO3+165mg/L NaCl)配制。
其余溶液分别为：①0.025g/L磷酸氢二铵+0.025g/L木质素磺酸钠；
②0.05g/L磷酸氢二铵+0.05g/L木质素磺酸钠；
③0.1g/L磷酸氢二铵+0.1g/L木质素磺酸钠；
④0.2g/L磷酸氢二铵+0.2g/L木质素磺酸钠。
(3)试验仪器及方法
将清洗、干燥后的试样用分析天平(精确到0.1mg)称初始重量W0，以50％(体积分数)乙二醇溶液为空白对比，将加工好的失重试样3块和表面分析测试试样1块浸没于500ml配制好的①-⑤溶液中，试样之间用聚四氟乙烯垫片隔开，用水浴锅恒温控制88℃，浸泡5天。浸泡5天后将试样取出，用去离子水清洗并干燥，将失重试样浸于200g/lCrO3+10g/lAgNO3溶液中超声清洗8min，清除镁合金表面腐蚀产物，并用无水乙醇和丙酮超声清洗，用去离子水清洗后冷风吹干，称取最终重量W1。
表面分析测试试样用去离子水清洗并干燥，用VEGA 3 SBU型扫描电子显微镜观察AZ91D镁合金表面形貌。
(4)试验结果
腐蚀速度的质量指标可以用失重腐蚀速度来表示：
式中，V-表示失重腐蚀速度,单位g/(m2.h)；W0表示腐蚀前金属试样的质量，单位g；W1表示腐蚀后经出去腐蚀产物处理的试样质量，单位g；S是试样暴露表面积，单位㎡；t是腐蚀的时间，单位h.
失重实验数据列于表9：
表9：88℃时，AZ91D镁合金在50％乙二醇体系中1:1复配缓蚀剂浓度变化的失重结果
由表9中可知，与50％乙二醇空白溶液相比，当浓度小于0.2g/L时，随着浓度的增大，失重量逐渐减小，腐蚀速率逐渐降低，计算出的缓蚀效率从85.06％增加至89.16％；当浓度大于0.2g/L时，再增大缓蚀剂浓度，失重量明显增加，腐蚀速率也从12.22mg/m2.h上升到12.49mg/m2.h，缓蚀效率降低至61.93％，这个趋势与电化学测试结果吻合。故当浓度为0.2g/l时失重量最小，腐蚀速率最低，缓蚀效率达到89.16％。这个结果与电化学测试结果计算出的缓蚀效率有一定的差异，这可能是因为电化学测试是瞬时腐蚀速率，而失重实验测得的是平均腐蚀速率，但电化学测试结果与失重实验结果有比较好的相关性，通过失重实验得出的结果很好地验证了电化学测试得出的结论。
参见图4，图4是88℃时AZ91D镁合金在50％乙二醇溶液中没有添加缓蚀剂浸泡5天的SEM图。
从图中可以看出，88℃时，未加缓蚀剂的AZ91D镁合金表面产生了明显的裂纹，基体表面已被破坏。添加了0.2g/L复配缓蚀剂的AZ91D镁合金表面没有产生孔蚀和裂纹，且表面膜致密均匀，说明复配的缓蚀剂在高温时仍具有优异的缓蚀效果，增加了AZ91D镁合金在乙二醇型冷却液中的耐蚀性。

Claims (4)

1.一种在汽车冷却液中的镁合金缓蚀剂，其特征在于该镁合金缓蚀剂包含以下组分：磷酸氢二铵和木质素磺酸钠，按质量计，磷酸氢二铵和木质素磺酸钠的混合比例为1-4:1-4；当温度为20℃-30℃时，磷酸氢二铵和木质素磺酸钠的添加总浓度为0.4-0.6g/L，缓蚀效率高达93.16%；当温度为85℃-90℃时，磷酸氢二铵和木质素磺酸钠的添加总浓度为0.1-0.3g/L，缓蚀效率高达99.38%。
2.根据权利要求1所述的在汽车冷却液中的镁合金缓蚀剂，其特征在于: 该镁合金缓蚀剂包含以下组分：磷酸氢二铵和木质素磺酸钠，按质量计，磷酸氢二铵和木质素磺酸钠的混合比例为1:1。
3.根据权利要求1所述的在汽车冷却液中的镁合金缓蚀剂，其特征在于:所述的磷酸氢二铵的浓度为0.25g/L ，木质素磺酸钠的浓度为0.25g/L 。
4.根据权利要求1-3中任意一项权利要求所述的在汽车冷却液中的镁合金缓蚀剂，其特征在于: 该镁合金缓蚀剂使用的条件为20-90℃。
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