CN113981451A - 一种用于铁质文物的预膜缓蚀剂及其预膜、评价方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于铁质文物的预膜缓蚀剂及其预膜、评价方法，属于铁质文物缓蚀技术领域。所述的预膜缓蚀剂包括以下成分的水溶液：钼酸钠、葡萄糖酸钠、硝酸铈、氯化锌、聚乙二醇。用于铁质文物的预膜缓蚀，电化学阻抗谱、耐盐雾试验及室外暴露试验均表明该缓蚀剂预膜效果良好，在腐蚀速率最高的液膜厚度下缓蚀效率最高可达90％左右，在48h后缓蚀效率仍保持在50％左右，具有一定的持续防护作用。且经过测定预膜前后铁器表面色差符合文物保护要求，是铁质文物较为理想的预膜缓蚀剂。实验过程中所使用的模拟大气腐蚀装置，相比于将铁器浸泡于电解质溶液中来评价缓蚀剂的缓释效率更贴合文物实际的保存环境，评价缓蚀剂的缓蚀效率更加科学合理。

Description

一种用于铁质文物的预膜缓蚀剂及其预膜、评价方法
技术领域
本发明属于铁质文物缓蚀、保护技术领域，具体涉及一种复配预膜缓蚀剂的成分配比与该预膜缓蚀剂的使用及模拟大气腐蚀环境下的评价方法。
背景技术
铁质文物受本身性质影响加上保存措施不当会受到不同程度的腐蚀侵害，需研究铁质文物的缓蚀保护技术。由于大多数铁质文物保存在大气环境下，研究铁器的大气腐蚀现象及规律对保护铁器有十分重要的意义。大气腐蚀的本质是液膜下的电化学腐蚀。
金属文物的预膜缓蚀过程，主要是将缓蚀剂在金属文物表面作用一段时间从而使金属表面形成缓蚀膜，使其得到缓蚀保护。目前常用的预膜缓蚀剂缓蚀效率较低，且随腐蚀时间延长下降较快，甚至出现加速腐蚀现象。需对目前所用的预膜缓蚀剂进行优化才能得到缓蚀效果较好，且具有一定持续缓蚀效果的预膜缓蚀剂。此外目前大多数铁质文物的保护研究及缓蚀剂的检测方法基于浸泡在腐蚀介质溶液中，该方法与铁质文物实际保存的大气腐蚀环境(薄液膜)有出入，故研究铁质文物缓蚀剂在模拟大气腐蚀环境下(薄液膜)的缓蚀效果可为铁质文物缓蚀剂的研发和评价提供新的研究思路和方向。
发明内容
本发明致力于现有技术不足和评价方法的不合理问题的解决，复配了一种效果优良并能够持续一定时间的铁质文物预膜缓蚀剂，并模拟了大气腐蚀环境下铁器的腐蚀，以此来评价预膜缓蚀剂的缓蚀效率。
本发明复配了一种铁质文物预膜缓蚀剂，所述的预膜缓蚀剂包括以下成分的水溶液：钼酸钠、葡萄糖酸钠、硝酸铈、氯化锌、聚乙二醇，其中钼酸钠0.15-0.4g/L、葡萄糖酸钠浓度范围为0.15-0.4g/L，硝酸铈浓度范围为0.5-0.9g/L，氯化锌浓度范围为0.1-0.3g/L，聚乙二醇浓度为1.0-3.0g/L；各组分含量优选如下：钼酸钠浓度为0.35-0.40g/L；葡萄糖酸钠浓度为0.25-0.35g/L；硝酸铈浓度为0.65-0.75g/L；氯化锌浓度为0.25-0.30g/L；聚乙二醇浓度为2.5-3.0g/L。与此同时，挑选了文物保护实际中四种应用过及优化过的复配预膜缓蚀剂与本发明的预膜缓蚀剂在铸铁上进行电化学和耐老化的对比实验，实验证明本发明的预膜缓蚀剂具有优良的预膜缓释效率。
预膜缓蚀剂的使用方法：本发明的预膜缓蚀剂用于铁质文物预膜时，在预膜温度20-40℃，预膜时间2-6h预膜效果较好；通过优选预膜温度为35-40℃；预膜时间5.5-6h，铁质文物放置在预膜缓蚀剂溶液底部时预膜效果最佳。
用来测定铁器在大气环境中的腐蚀的自制模拟大气腐蚀环境装置。
模拟大气腐蚀研究装置如附图1所示。装置主要由电解池(用于电化学测试)和螺旋测微器(用于液膜厚度测量)组成。将铁器制备的工作电极***聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)制成的电解池壳体内，工作电极的上表面水平，将参比电极和铂电极对电极(反电极)也置于电解池壳体内组成电解池对应的电极，如按图所示；工作电极的下表面通过欧姆电表连接螺旋测微器，螺旋测微器的铂针位于工作电极上表面的正上方，将装配好的电解池放在水平台上，水平台可调整以确保可获得上表面水平的工作电极表面，使得电极表面液膜厚度一致。
上述装置的应用，对液膜厚度的测量，主要通过焊有极细铂针的螺旋测微器的移动实现，螺旋测微器的一头连接反应灵敏的欧姆表，在想电解池中加入腐蚀电解液之前旋转螺旋测微器旋钮使铂针向下移动至欧姆表示数突变(此时铂针接触工作电极上表面)，记录螺旋测微器示数m1，然后提高铂针，再向电解池中加入腐蚀电解液，使工作电极表面被一定厚度液膜覆盖时重新旋转螺旋测微器使铂针向下移动，观察电阻表再次突然出现跳动显示示数时(此时铂针接触腐蚀电解液表面)，记录螺旋测微器的数值m2，此时液膜厚度m＝m1-m2；在液膜厚度测量完成后迅速将电解池上部封闭，减少液膜的挥发；在模拟大气腐蚀的条件下通过测试开路电位、电化学阻抗谱(EIS)以及耐盐雾试验、室外老化试验等方法来评价预膜缓蚀剂的缓蚀效率。实验证明，本发明的有益效果是：A组缓蚀剂缓蚀效率较低，最高约35％；其余复配缓蚀剂的缓蚀效率最高在60％-75％之间。且几种缓蚀剂缓蚀效率随腐蚀时间延长下降较快，其中单宁酸复配缓蚀剂及硝酸铈复配缓蚀剂甚至在腐蚀约24h后出现加速腐蚀现象，其余复配缓蚀剂在腐蚀约24h后保持30％左右的缓蚀效率。而本发明研发的新的预膜缓蚀剂，EIS谱、耐盐雾试验及室外暴露试验均表明该缓蚀剂预膜效果良好，缓蚀效率最高可达90％左右，实验进行48h后缓蚀效率保持在50％左右，具有一定的持续防护作用，其缓蚀效率优于之前所测缓蚀剂，表明该发明的预膜缓蚀剂缓蚀性能优良，为铁质文物预膜缓蚀剂的研发提供了新技术，存在极大的应用价值。
本发明的优点：(1)复配了一种缓蚀效果优良的预膜缓蚀剂。在腐蚀速率最高的300μm液膜下缓蚀效率最高可达87.14％，浸泡48h后缓蚀效率保持在50％左右。而其他预膜缓蚀剂最高缓蚀效率在70％左右，并在24h后缓释效率下降至30％左右甚至负值，相比较，该发明的预膜缓蚀剂具有优良的缓蚀效率。(2)自制模拟大气腐蚀环境装置来测定铁器在大气环境中的腐蚀。文物通常保存在室内、展览馆等大气环境下，所受到的腐蚀为大气腐蚀，大气腐蚀的本质是液膜下的电化学腐蚀。本发明中的装置可在试样表面形成一层薄的电解质液膜，通过电解质薄膜中水分、离子、溶解氧以及大气中的离子、气体、光线、污染物的共同作用下模拟文物保存在大气环境中所受到的腐蚀，相较于将试样直接浸泡在电解质溶液中模拟文物的腐蚀更贴近大气腐蚀，更为真实。在模拟大气腐蚀环境的基础上测试试样的开路电位与电化学阻抗谱，探究试样的腐蚀过程、计算金属的腐蚀电流密度。并通过盐雾试验与室外老化试验验证预膜缓蚀剂是否具有一定的实际缓释效果。
附图说明
图1模拟大气腐蚀装置图
图2预膜铸铁开路电位随浸泡时间的变化，(a)A，(b)B，(c)C，(d)D，(e)E
图3预膜铸铁EIS图随浸泡时间的变化(a)A，(b)B，(c)C，(d)D，(e)E
图4各预膜缓蚀剂缓蚀剂预膜铸铁的EIS参数Rct随时间的变化规律
图5各预膜缓蚀剂缓蚀剂预膜铸铁的缓蚀效率随腐蚀时间变化的规律
图6铸铁耐盐雾腐蚀2h后的照片，(Blank)未预膜，(a)A预膜，(b)B预膜，(d)D预膜，(e)E预膜
图7铸铁室外暴露7d的表面照片，(Blank)未预膜，(a)A预膜，(b)B预膜，(c)C预膜，(d)D预膜，(e)E预膜
图8铁钉室外暴露7d、18d的表面照片，(Blank1，Blank2)未预膜铁钉，(hs1，hs2)预膜缓蚀铁钉
具体实施方式
结合各类缓蚀剂应用在铁质器件及文物上的实验数据对本发明进一步解释，但本发明并不仅限于以下实施例。
实施例1
预膜缓蚀剂成分如下:
A：1.6g/L硅酸钠+1.6g/L磷酸钠+1.6g/L钼酸钠溶液；
B：2g/L环己胺+0.5g/L钼酸钠+0.5g/L单宁酸；
C：0.2g/L钼酸钠+0.2g/L葡萄糖酸钠+0.7g/L硝酸铈+0.4g/L乙二胺四乙酸+0.15g/L氯化锌；
D：0.2g/L钼酸钠+0.2g/L葡萄糖酸钠+0.7g/L硝酸铈+0.4g/L乙二胺四乙酸+0.15g/L氯化锌+2.5g/L聚乙二醇；
E：本发明的预膜缓蚀剂，钼酸钠0.2g/L、葡萄糖酸钠浓度范围为0.2g/L，硝酸铈浓度范围为0.7g/L，氯化锌浓度范围为0.15g/L，聚乙二醇浓度为2.5g/L；
将上述本发明预膜缓蚀剂优选后的配方用于实验，铸铁试样放置在预膜缓蚀液底部，在预膜温度40℃下预膜6h(E组)。A、B、C、D组预膜缓蚀剂与发明方法中所述相同，在室温下悬挂在预膜液中预膜6h。
开路电位与电化学阻抗谱的测试试样选取留有1cm2工作面的铸铁试样，预膜后在300μm液膜下在模拟大气腐蚀装置中进行测试。色差分析、耐盐雾实验及室外暴露实验的试样选取50mm×25mm×2.5mm的长方体铸铁试样。盐雾试验所用试验介质为0.028mol/L NaCl+0.01mol/L Na2SO4+0.016mol/L NaHCO3，采取连续喷雾2h的喷雾方式。室外暴露试验将预膜后的铸铁和未预膜铸铁一起悬挂在室外环境下，期间为了加速腐蚀进程，每隔12h喷洒一次腐蚀性介质溶液(0.028mol/L NaCl+0.01mol/L Na2SO4+0.016mol/LNaHCO3)。此外，还选取实际铁质文物作为试验对象进行了室外暴露试验，铁质文物为加速腐蚀进程每隔12h喷洒一次去离子水。进行室外暴露实验时为北京时间四月份，日气温在10-23℃之间，实验进行过程中部分时间会收到阳光直射。
实验结果如下：
(1)开路电位
图2是预膜铸铁开路电位随浸泡时间的变化规律。由图可见，各缓蚀剂开路电位大致呈现先下降然后趋于平稳，最后上升的变化趋势。但是，用各种缓蚀剂预膜的铸铁间有所不同，用A缓蚀剂预膜的铸铁在腐蚀开始阶段开路电位有所下降但又以较快的速度上升；用B缓蚀剂预膜的铸铁前期开路电位迅速下降然后趋于平稳；用C缓蚀剂预膜的铸铁开路电位前期快速下降然后不断波动，接着上升后趋于平稳；用D缓蚀剂预膜的铸铁开路电位前期快速下降然后快速上升，接着不断波动后趋于平稳上升；用E缓蚀剂预膜的铸铁开路电位前期快速下降然后缓慢下降，接着趋于平稳上升。
各铸铁前期开路电位的下降可能是由于缓蚀膜的快速破坏导致，波动可能是由于腐蚀产物的形成与腐蚀产物的破坏交替变化导致，上升可能是形成了大量的腐蚀产物。用各缓蚀剂预膜的铸铁间开路电位的不同变化表明各缓蚀剂对铸铁起到了不同的作用。仅分析开路电位无法得出各缓蚀剂的缓蚀效果优劣，需要结合EIS谱进一步确定。
(2)电化学阻抗谱
图3是预膜铸铁EIS图随浸泡时间的变化。由图可见，A-D组阻抗曲线由两个容抗弧组成，E组高频区受表面电流分布不均匀的影响导致曲线跳点，故只截取中低频区域EIS谱。高频区容抗弧的形成主要由于电流分布不均匀，低频区主要反映电极反应过程。浸泡时间、缓蚀剂种类对高频区容抗弧大小影响不大，表明高频区弧的产生主要受腐蚀介质液膜厚度的影响，与铸铁是否经过缓蚀剂预膜无关；低频区弧大小存在较大差别，不仅是不同缓蚀剂之间存在区别，用同一种缓蚀剂预膜的铸铁在不同浸泡时间内的低频区弧也存在较大差异，表明不同缓蚀剂对铸铁在腐蚀介质液膜环境下的腐蚀结果影响不同。
图4是EIS参数Rct随时间的变化规律，用A缓蚀剂预膜铸铁的Rct值在0～16h内基本不变，16h后开始上升；用B缓蚀剂预膜铸铁的Rct值在0～8h内上升，然后下降，最后趋于平稳；用C、D、E缓蚀剂预膜铸铁的Rct值主要呈现先下降后趋于平稳的趋势。用缓蚀剂E预膜的铸铁在长时间浸泡下电荷转移电阻一直大于未预膜铸铁的，表明用缓蚀剂E预膜后起到一定的防护作用。电荷转移电阻与电极的腐蚀存在密切的联系，由于各铸铁经过缓蚀剂预膜，表面形成一层缓蚀保护层，所以腐蚀前期Rct的下降归因于缓蚀膜层的破坏；中期由于腐蚀产物的积累对铸铁与腐蚀介质之间起到一定的隔绝作用，导致Rct值上升；腐蚀后期变化较小主要是由于腐蚀产物积累达到一定程度后难以继续增加，且腐蚀产物的保护作用有限，所以最终趋于平稳，腐蚀继续以较稳定的速度进行。
用各缓蚀剂预膜铸铁的缓蚀效率随腐蚀时间变化的规律见图5。可见A组缓蚀剂在2h后的缓蚀效率一直保持在0％以上，具有一定的缓蚀效果；用B组缓蚀剂预膜的铸铁在前2h内缓蚀效率为负数，不具有保护作用，随后缓蚀效率急剧上升，最高可达33％左右，但随着时间的增长，缓蚀效率在24h后重新降到0％以下(负数)，失去缓蚀作用；用C和D组缓蚀剂预膜的铸铁缓蚀效率变化趋势基本相同，在前期的缓蚀效率大于0，最高可达62％左右，但随着腐蚀时间的延长缓蚀效率逐渐降低并下降到0％以下(负数)，失去缓蚀作用；缓蚀剂E的缓蚀效率最高可达近90％，随着浸泡时间的延长逐渐降低随后趋于平稳，保持在50％左右，其缓蚀效率优于所测的其它缓蚀剂，表明缓蚀剂E可对液膜下铸铁的腐蚀起到较好的防护作用。
(3)色差分析
对打磨除油后的铸铁试样选取同一面的三处测试点进行颜色测量并记录数值，预膜后取出冷风吹干，选取相同点位进行颜色测量。根据公式(1)计算色差：
Figure BDA0003211783210000041
式中：L、a、b—未经预膜试样表面的色度值；
L*、a*、b*—预膜后试样表面的色度值。
表1各缓蚀剂预膜铸铁缓蚀前后的色差
Figure BDA0003211783210000042
Figure BDA0003211783210000051
文物保护行业中大多认为当色差小于5.00时基本不改变文物表面颜色，符合文物保护要求。对各缓蚀剂预膜前后铸铁表面进行颜色测试，所得数据见表1所示。由表可见，用几种缓蚀剂缓蚀前后的铸铁表面色差均小于5.00，符合文物保护需要。
(4)盐雾试验
将未预膜铸铁和预膜铸铁置于盐雾试验箱中，喷雾压力采用1.5Mpa，喷雾介质采取0.028mol/LNaCl+0.01mol/L Na2SO4+0.016mol/L NaHCO3溶液，连续喷雾2h。实验结束后取出铸铁样品，比较未预膜铸铁和预膜铸铁表面腐蚀情况差异。
图6是预膜铸铁经过2h耐盐雾实验后的照片。由图可见，各铸铁表面腐蚀程度存在明显差异。未预膜铸铁经过2h盐雾腐蚀后表面锈蚀产物较多，覆盖面积较大；用A缓蚀剂预膜的铸铁表面出现部分锈蚀，锈蚀未全面覆盖，而是呈现点状分布的特征，存在未腐蚀区域；用B缓蚀剂预膜的铸铁表面基本被腐蚀产物覆盖，且腐蚀较为均匀；用D缓蚀剂预膜的铸铁表面大部分区域发生腐蚀，存在少部分区域未发生腐蚀，且锈蚀产物较薄；用E缓蚀剂预膜的铸铁未见大面积腐蚀，腐蚀程度较轻，且颜色仍较明亮。
由耐盐雾腐蚀实验结果可见，用E组缓蚀剂预膜的铸铁耐腐蚀性优于其它几组缓蚀剂预膜的铸铁，并且较未预膜铸铁锈蚀程度轻很多，表明用E组缓蚀剂预膜缓蚀效果较好，可见液膜下EIS谱得出的结果具有一定的可信性。
(5)室外暴露实验
室外暴露试验将预膜后的铸铁和未预膜铸铁一起悬挂在室外环境下，期间为了加速腐蚀进程，每隔12h喷洒一次腐蚀性介质溶液(0.028mol/L NaCl+0.01mol/L Na2SO4+0.016mol/L NaHCO3)。此外，选取明清古建筑用铁钉小块作为试验对象，用E组缓蚀剂对铁钉进行预膜缓蚀后，将未预膜铁钉和预膜铁钉悬挂于室外自然环境中。因采取的样品为真实文物，故采取腐蚀性较低的介质，本次研究中采取每隔12h喷洒去离子水一次的实验方法。实验结束后取回铁钉样品，比较未预膜铁钉和预膜铁钉表面腐蚀情况差异。为了更好地区分铁钉表面的锈蚀情况，在其中两块铁钉上覆盖一层宣纸(见图8blank1、hs1)，使铁钉表面产生的锈迹印到宣纸表面，以便观察铁钉生锈面积。
图7是预膜铸铁在室外暴露7d后的表面照片，由图可见，未经缓蚀剂预膜的铸铁在经过7d的室外暴露后表面被腐蚀产物覆盖，腐蚀程度较严重；用E组缓蚀剂预膜的铸铁表面腐蚀较轻，基本未被腐蚀，表明E组缓蚀剂预膜缓蚀效果良好。
图8是铁钉在室外暴露7d、18d后的表面照片。由图可见，试验进行到7d时，未预膜铁钉与用E组缓蚀剂预膜的铁钉相比，表面锈蚀程度已出现较大区别。未预膜铁钉表面锈蚀程度较为严重，锈蚀面积较大，宣纸已全部被铁锈浸染；用E组缓蚀剂预膜的铁钉表面锈蚀程度较轻，锈蚀面积较小，宣纸仍然存在部分区域未被染色，表明E组缓蚀剂发挥了预膜缓蚀的效果。试验时间延长到18d时，未预膜铁钉表面已完全被腐蚀产物所覆盖，表面出现大面积腐蚀产物聚集现象，宣纸表面锈蚀颜色加深，表明腐蚀进一步加重；用E组缓蚀剂预膜的铁钉表面锈蚀也有所加重，表面大部分区域出现锈蚀，但是整体腐蚀程度较未预膜铁钉轻得多，宣纸表面锈蚀颜色较未预膜铁钉浅，表明缓蚀剂E对铁钉的预膜缓蚀作用可持续一定时间。
从铸铁试片及实际铁钉文物的电化学测试与室外暴露试验(加速)结果可见，E组缓蚀剂比其他缓蚀剂缓蚀效果好，可对铸铁及铁器起到一定的预膜保护作用，并且可持续一定时间。表明E组缓蚀剂可作为一种较好的铁器保护缓蚀剂，结合封护等其它保护手段对铁器起到防护作用。

Claims (7)

1.一种铁质文物预膜缓蚀剂，其特征在于，所述的预膜缓蚀剂包括以下成分的水溶液：钼酸钠、葡萄糖酸钠、硝酸铈、氯化锌、聚乙二醇。
2.根据权利要求1所述的预膜缓蚀剂，其特征在于，其中钼酸钠0.15-0.4g/L、葡萄糖酸钠浓度范围为0.15-0.4g/L，硝酸铈浓度范围为0.5-0.9g/L，氯化锌浓度范围为0.1-0.3g/L，聚乙二醇浓度为1.0-3.0g/L。
3.根据权利要求1所述的预膜缓蚀剂，其特征在于，钼酸钠浓度为0.35-0.40g/L；葡萄糖酸钠浓度为0.25-0.35g/L；硝酸铈浓度为0.65-0.75g/L；氯化锌浓度为0.25-0.30g/L；聚乙二醇浓度为2.5-3.0g/L。
4.根据权利要求1所述的预膜缓蚀剂的应用，用于大气腐蚀环境的下铁器的预膜防腐蚀。
5.根据权利要求1所述的预膜缓蚀剂的应用，使用方法：用于铁质文物预膜时，预膜温度20-40℃，预膜时间2-6h；通过优选预膜温度为35-40℃；预膜时间5.5-6h。
6.自制模拟大气腐蚀环境装置用来测定铁器在大气环境中的腐蚀来评价权利要求1所述的铁质文物预膜缓蚀剂的装置结构，其特征在于，装置主要由电解池和螺旋测微器组成；将铁器制备的工作电极***聚甲基丙烯酸甲酯制成的电解池壳体内，工作电极的上表面水平，将参比电极和铂电极对电极(反电极)也置于电解池壳体内组成电解池对应的电极；工作电极的下表面通过欧姆电表连接螺旋测微器，螺旋测微器的铂针位于工作电极上表面的正上方，将装配好的电解池放在水平台上，水平台可调整以确保可获得上表面水平的工作电极表面，使得电极表面液膜厚度一致。
7.权利要求6所述装置的应用，对液膜厚度的测量，主要通过焊有极细铂针的螺旋测微器的移动实现，螺旋测微器的一头连接反应灵敏的欧姆表，在想电解池中加入腐蚀电解液之前旋转螺旋测微器旋钮使铂针向下移动至欧姆表示数突变(此时铂针接触工作电极上表面)，记录螺旋测微器示数m1，然后提高铂针，再向电解池中加入腐蚀电解液，使工作电极表面被一定厚度液膜覆盖时重新旋转螺旋测微器使铂针向下移动，观察电阻表再次突然出现跳动显示示数时(此时铂针接触腐蚀电解液表面)，记录螺旋测微器的数值m2，此时液膜厚度m＝m1-m2；在液膜厚度测量完成后迅速将电解池上部封闭，减少液膜的挥发；在模拟大气腐蚀的条件下通过测试开路电位、电化学阻抗谱(EIS)以及耐盐雾试验、室外老化试验等方法来评价预膜缓蚀剂的缓蚀效率。。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115094406A (zh) * 2022-06-20 2022-09-23 邢台旭阳科技有限公司 无磷预膜剂及其制备方法和应用

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008240132A (ja) * 2007-03-29 2008-10-09 Hakuto Co Ltd 腐食抑制剤
CN201335805Y (zh) * 2008-11-18 2009-10-28 北京科技大学 一种可自动控制薄液厚度的电解池装置
CN102642934A (zh) * 2012-04-23 2012-08-22 国家***天津海水淡化与综合利用研究所 一种海水循环冷却水无磷环保型碳钢复合缓蚀剂及其制备和使用方法
CN106147197A (zh) * 2016-06-30 2016-11-23 北京化工大学 一种燃料电池用多传导位点聚苯醚基阴离子交换膜及其制备方法
CN106637374A (zh) * 2016-12-27 2017-05-10 常州工程职业技术学院 一种碳钢酸洗液及其应用
CN107502904A (zh) * 2017-09-20 2017-12-22 蒋志远 一种应用于不锈钢的环保型酸洗液
CN110723826A (zh) * 2019-10-22 2020-01-24 辛健 一种环保高效无毒的缓蚀剂及其制备方法和应用
CN111398158A (zh) * 2020-05-08 2020-07-10 浙江华电器材检测研究所有限公司 一种可变电场加载的大气腐蚀模拟测试***及方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008240132A (ja) * 2007-03-29 2008-10-09 Hakuto Co Ltd 腐食抑制剤
CN201335805Y (zh) * 2008-11-18 2009-10-28 北京科技大学 一种可自动控制薄液厚度的电解池装置
CN102642934A (zh) * 2012-04-23 2012-08-22 国家***天津海水淡化与综合利用研究所 一种海水循环冷却水无磷环保型碳钢复合缓蚀剂及其制备和使用方法
CN106147197A (zh) * 2016-06-30 2016-11-23 北京化工大学 一种燃料电池用多传导位点聚苯醚基阴离子交换膜及其制备方法
CN106637374A (zh) * 2016-12-27 2017-05-10 常州工程职业技术学院 一种碳钢酸洗液及其应用
CN107502904A (zh) * 2017-09-20 2017-12-22 蒋志远 一种应用于不锈钢的环保型酸洗液
CN110723826A (zh) * 2019-10-22 2020-01-24 辛健 一种环保高效无毒的缓蚀剂及其制备方法和应用
CN111398158A (zh) * 2020-05-08 2020-07-10 浙江华电器材检测研究所有限公司 一种可变电场加载的大气腐蚀模拟测试***及方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115094406A (zh) * 2022-06-20 2022-09-23 邢台旭阳科技有限公司 无磷预膜剂及其制备方法和应用
CN115094406B (zh) * 2022-06-20 2023-10-20 邢台旭阳科技有限公司 无磷预膜剂及其制备方法和应用

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