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    氮化硼在金屬防腐中的應用

    發布日期:2019-04-08 作者: 點擊:

    近代工業發展過程中,金屬腐蝕一直備受重視。每年由于金屬腐蝕造成的資源浪費十分巨大,因此防腐問題一直是人們關注的重點。在眾多防腐技術中,涂層保護因其經濟性和實用性成為最常用的防腐技術之一。由于工業生產過程中導致腐蝕的誘因往往不止一種,例如海洋環境中包含海水、微生物、浪潮等多種因素,因此防腐涂層往往需要多種材料配合使用,已達到良好的防腐效果。

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    海船腐蝕嚴重(圖片源自網絡)

    六方氮化硼,又稱“白石墨”,其結構與石墨相似,具有良好的導熱性、潤滑性、耐高溫性等。與石墨不同的是,六方氮化硼具有電絕緣性,同時基于其耐化學腐蝕的特性,六方氮化硼理想情況下可作為防腐涂層的組成成分,用于涂層防腐領域。

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    氮化硼與石墨結構對比

    氮化硼防腐領域的相關研究中(https://doi.org/10.1016/j.corsci.2017.11.022),研究人員通過可溶性導電聚合物(2-丁基苯胺)(PBA)將層疊的六方氮化硼剝離制備少層的氮化硼納米片,再將其加入環氧涂層中,以此得到防腐性能增強的復合納米涂層。這種方法制備的復合納米涂層其防腐性能得到了顯著提高,其中導電聚合物PBA不僅用于剝片,同時也作為緩蝕劑,通過鈍化金屬來延緩腐蝕。相關測試表明復合涂層具有高阻抗模量和低吸水率。

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    復合防腐涂層的微觀形貌

    該防腐涂層的防腐機制是:涂層中分散的氮化硼相當于延長了腐蝕介質的擴散路徑,即有效阻隔了水分子、離子、氧的滲入,延緩腐蝕,同時,可溶性的導電聚合物(2-丁基苯胺)(PBA)可使金屬幾班表面形成一層致密的鈍化膜,有效阻隔金屬表面的腐蝕,這是一種“阻隔與鈍化協同效應”的防腐機制,證明了氮化硼在金屬防腐領域能得到有效利用。

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    涂層防腐機理

    氮化硼用于金屬防腐領域目前仍處于發展階段,隨著研究進一步深入,氮化硼會在防腐上有著進一步應用。同時,在某些特殊環境下,設備發熱量高,防腐涂層除了需要具有優異的防腐性能外,還需要良好的散熱能力。而氮化硼具有優異的導熱性,尤其是在高溫環境下其導熱性無明顯變化,因此也可以作為高導熱防腐涂料的理想材料選擇。


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