CN114277376A

CN114277376A - 一种金属抗氧化的处理方法

Info

Publication number: CN114277376A
Application number: CN202111457457.1A
Authority: CN
Inventors: 李军; 郑啸天; 蒋梦莹; 张谋堃; 王宏涛; 马贵峰; 王焱良
Original assignee: Xiamen University
Current assignee: Xiamen University
Priority date: 2021-12-01
Filing date: 2021-12-01
Publication date: 2022-04-05

Abstract

一种金属抗氧化的处理方法，包括以下步骤：1)配制稀酸溶液A和烷基胺或不饱和烃基胺溶液B；2)将待处理的金属浸渍在稀酸溶液A中，以除去金属表面原有的氧化层，然后使用蒸馏水和乙醇对金属进行洗涤；3)将步骤2)处理好的金属转移到烷基胺或不饱和烃基胺溶液B中，在一定温度下反应，最后将处理完的金属洗涤晾干即可。本发明能够对易被氧化的金属材料起到保护作用，修饰后的材料抗氧化性能大幅度提高。

Description

一种金属抗氧化的处理方法

技术领域

本发明涉及金属材料抗氧化领域，尤其涉及一种金属抗氧化的处理方法。

背景技术

金属氧化的本质是金属材料在接触到空气介质后，与空气发生氧化反应，并生成氧化物的现象。在自然界中，除了少数的金属，如铂、金外，基本上现在发现的金属都会与氧气发生氧化反应。金属氧化时，在金属的界面上发生了化学或电化学多相反应，使金属转入氧化(离子)状态。这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能，破坏金属构件的几何形状，增加零件间的磨损，恶化电学和光学等物理性能，缩短设备的使用寿命，甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。

目前行业内主要通过刷涂油漆的方式阻止金属氧化。然而，一方面由于油漆涂层较厚，至少需要达到数十微米乃至数百微米，改变了原金属材料的厚度和外观；另一方面油漆中主要成分为有机物，施工过程对环境污染严重，引起安全事故；此外，长时间使用，涂层容易剥落，失去对金属的保护作用。常用的富锌类抗氧化漆需要消耗大量的金属锌粉，成本高，且浪费锌资源。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种金属抗氧化的处理方法，利用烷基胺或不饱和烃基胺作为易被氧化金属表面的包裹材料，其修饰方法简单，条件温和，处理过程环保无污染。无需对金属表面进行一定厚度的油漆刷涂，不改变金属厚度和外观，几乎不改变金属器件重量，特别适用于精密金属器件和贵金属饰品的抗氧化保护。修饰后的材料抗氧化性能大幅度提高。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种金属抗氧化的处理方法，包括以下步骤：

1)配制稀酸溶液A和烷基胺或不饱和烃基胺溶液B；

2)将待处理的金属浸渍在稀酸溶液A中，以除去金属表面原有的氧化层，然后使用蒸馏水和乙醇对金属进行洗涤；

3)将步骤2)处理好的金属转移到烷基胺或不饱和烃基胺溶液B中，在一定温度下反应，最后将处理完的金属洗涤晾干即可。

所述稀酸溶液A为稀硫酸、稀盐酸、稀氢氟酸或稀草酸的水溶液。

所述稀酸溶液A的浓度为0.1wt％～2wt％。

所述烷基胺或不饱和烃基胺溶液的溶剂为二甲基甲酰胺、二甲亚砜中的至少一种。

所述烷基胺或不饱和烃基胺溶液的浓度为5wt％～45wt％。

步骤3)中，所述一定温度为80～180℃。

步骤3)中，反应时间为3～24h。

相对于现有技术，本发明技术方案取得的有益效果是：

1、本发明使用的烷基胺或不饱和烃基胺能够对易被氧化的金属材料起到保护作用。

2、本发明将烷基胺或不饱和烃基胺包裹在金属表面能够进一步提高金属表面疏水性和抗氧化能力。

3、本发明的处理过程安全环保，不存在油漆喷涂过程中产生的大量有机废气和安全隐患。

4、本发明的保护层仅为纳米级，不改变金属的外观、厚度和质量，特别适用于精密金属器件和贵金属饰品的抗氧化保护。

附图说明

图1为实施例1和对比例1的铜线图；

图2为实施例2和对比例2的镍片图；

图3为实施例3和对比例3的钽片图；

图4为实施例4和对比例4的铁锌合金钥匙图；

图5为实施例5和对比例5的锌片图；

图6为实施例6和对比例6的银条图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明做进一步详细说明。

实施例1

1)配制浓度为1wt％稀硫酸溶液A和烷基胺溶液B；所述烷基胺溶液B是将正丁胺溶解在二甲基甲酰胺中，正丁胺的浓度为15wt％；

2)将铜线浸渍在稀硫酸溶液A中，以除去铜线表面原有的氧化层，然后依次使用蒸馏水和乙醇对金属进行洗涤；

3)将步骤2)处理好的铜线迅速转移到烷基胺溶液B中，在120℃温度下反应4h，最后将处理完的铜线洗涤晾干即可。

对比例1

只进行实施例1中的步骤1)和步骤2)，然后与实施例1的样品置于相同环境中，2个月后拍照对比如图1所示。图1左侧为对比例1处理的铜线，2个月后表面氧化很严重，图1右侧为实施例1处理后的铜线，2个月后表面依旧有金属光泽。

实施例2

1)配制浓度为1.8wt％的稀酸氢氟酸中，即溶液A；

2)将镍片浸置在溶液A中一定时间，目的是将表面原先的氧化层去除，然后使用蒸馏水和乙醇洗涤；

3)将十八烷基胺溶解在二甲基甲酰胺中，浓度为18wt％，即溶液B；

4)迅速将处理好的镍片转移至溶液B中，95℃下反应7h，晾干得到样品。

对比例2

只进行实施例2中的步骤1)和步骤2)，然后与实施例2的样品置于相同环境中，2个月后拍照对比如图2所示。图2左侧为对比例2处理的镍片，2个月后表面氧化严重，图2右侧为实施例2处理后的镍片，2个月后表面依旧有金属光泽。

实施例3

1)配制浓度为2wt％的稀酸草酸，即溶液A；

2)将钽片浸置在溶液A中一定时间，目的是将表面原先的氧化层去除，然后使用蒸馏水和乙醇洗涤；

3)将三乙胺溶解在二甲基甲酰胺中，浓度为20wt％，即溶液B；

4)迅速将处理好的钽片转移至溶液B中，115℃下反应10h，晾干得到样品。

对比例3

只进行实施例3中的步骤1)和步骤2)，然后与实施例3的样品置于相同环境中，2个月后拍照对比如图3所示。图3左侧为对比例3处理的钽片，2个月后表面氧化严重，图3右侧为实施例3处理后的钽片，2个月后表面依旧有金属光泽。

实施例4

1)配制浓度为1.7wt％的稀酸盐酸，即溶液A；

2)将浸置在溶液A中一定时间，目的是将表面原先的氧化层去除，然后使用蒸馏水和乙醇洗涤；

3)将甲基乙基环丙胺溶解在二甲基甲酰胺中，浓度为28wt％，即溶液B；

4)迅速将处理好的铁锌合金钥匙转移至溶液B中，125℃下反应9小时，晾干得到样品。

对比例4

只进行实施例4中的步骤1)和步骤2)，然后与实施例4的样品置于相同环境中，2个月后拍照对比如图4所示。图4左侧为对比例4处理的铁锌合金钥匙，2个月后表面氧化严重，图4右侧为实施例4处理后的铁锌合金钥匙，2个月后表面依旧有金属光泽。

实施例5

1)配制浓度为1.6wt％的稀酸盐酸，即溶液A；

2)将锌片浸置在溶液A中一定时间，目的是将表面原先的氧化层去除，然后使用蒸馏水和乙醇洗涤；

3)将苯胺溶解在二甲基甲酰胺中，浓度为30wt％，即溶液B；

4)迅速将处理好的锌片转移至溶液B中，130℃下反应11h，晾干得到样品；

对比例5

只进行实施例5中的步骤1)和步骤2)，然后与实施例5的样品置于相同环境中，2个月后拍照对比如图5所示。图5左侧为对比例5处理的锌片，2个月后表面氧化严重，图5右侧为实施例5处理后的锌片，2个月后表面依旧有金属光泽。

实施例6

1)配制浓度为1.8wt％的稀酸硫酸，即溶液A，。

2)将银条浸置在溶液A中一定时间，目的是将表面原先的氧化层去除，然后使用蒸馏水和乙醇洗涤。

3)将正丁胺溶解在二甲亚砜中，浓度为23wt％，即溶液B。

4)迅速将处理好的银条转移至溶液B中，110℃下反应12小时，晾干得到样品。

对比例6

只进行实施例6中的步骤1)和步骤2)，然后与实施例6的样品置于相同环境中，2个月后拍照对比如图6所示。图6左侧为对比例6处理的银条，2个月后表面氧化严重，图6右侧为实施例6处理后的银条，2个月后表面依旧有金属光泽。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims

1.一种金属抗氧化的处理方法，其特征在于包括以下步骤：

1)配制稀酸溶液A和烷基胺或不饱和烃基胺溶液B；

2.如权利要求1所述的一种金属抗氧化的处理方法，其特征在于：所述稀酸溶液A为稀硫酸、稀盐酸、稀氢氟酸或稀草酸的水溶液。

3.如权利要求1所述的一种金属抗氧化的处理方法，其特征在于：所述稀酸溶液A的浓度为0.1wt％～2wt％。

4.如权利要求1所述的一种金属抗氧化的处理方法，其特征在于：所述烷基胺或不饱和烃基胺溶液的溶剂为二甲基甲酰胺、二甲亚砜中的至少一种。

5.如权利要求1所述的一种金属抗氧化的处理方法，其特征在于：所述烷基胺或不饱和烃基胺溶液的浓度为5wt％～45wt％。

6.如权利要求1所述的一种金属抗氧化的处理方法，其特征在于：步骤3)中，所述一定温度为80～180℃。

7.如权利要求1所述的一种金属抗氧化的处理方法，其特征在于：步骤3)中，反应时间为3～24h。