【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料科学领域，特别涉及一种金属早期腐蚀预警填料、制备方法及其制备的耐蚀涂层。
技术介绍
1、金属腐蚀存在于人们生产生活中的各个领域，每年由于腐蚀破坏造成的严重事故不计其数，带来的经济损失数额巨大。其中镁合金腐蚀问题比较严重，mg资源占到地壳总重量的2.7％，海水的0.13％，mg的密度为1.7g/cm3，镁合金是工程应用中最轻的金属结构材料，具有密度低、弹性模量低、比强度高、降噪减振好等优点。随着镁合金低成本生产技术、纯净化技术和高效加工技术的快速发展，以及轻量化和节能降耗的迫切需要，镁合金研究与应用在航空、航天和3c等产业中得到极大关注。尽管镁合金材料拥有优越的、独特的性能和巨大的应用前景，但镁合金较差的耐蚀性能限制了其大规模的应用。镁合金在纯水中保存多年而不腐蚀，而在cl-溶液中快速腐蚀。mg在空气形成的一层薄氧化膜疏松多孔，致密系数为α＝0.79<1，起不到保护镁基体的作用。传统方法在监测小型工件的腐蚀情况时还有一定的局限性，并且不适用于监测难以靠近或大型工件的早期腐蚀，所以这时亟需一种简单、可视、无损、准确、灵敏、实时的荧光腐蚀监测技术。该探测技术是一种将荧光材料作为填料，依靠荧光填料与金属腐蚀时产生的金属离子结合或因腐蚀引起的环境ph值变化产生荧光强度变化的性质，来监测金属腐蚀状况的腐蚀探测技术。(金属腐蚀发生时，一般会产生碱性或者酸性环境。如：金属镁及合金发生反应时有：mg+2h2o＝mg(oh)2+h2，金属铝及合金发生反应时有：al+3h2o＝al(oh)3+3h+。目前荧光填料的种类已较为丰
2、无机材料中存在多种多样且性能优异的发光材料，例如：znga2o4:0.5cr3+在受紫外光激发时会产生近红外光发射，并拥有余辉发射性能，该发光材料化学稳定性良好。现已存在一种荧光填料，其专利号:zl 202110666866.6，其在znga2o4:0.5cr3+表面包覆一层对ph值敏感且可以阻隔紫外光的zno，构成荧光填料znga2o4:0.5cr3+@zno；但是这种荧光填料只有在ph大于等于12的环境时才会发生响应，外壳溶解在紫外线的照射下发射近红外光。其对ph敏感性较弱，现亟需一种简单、可视、无损、准确、灵敏、实时的监测金属早期腐蚀的方式。现在存在一种新的技术，若在znga2o4:0.5cr3+表面包覆一层对ph值敏感且可以阻隔紫外光的h3pw12o40(其紫外吸收能力要大于zno)，将包覆后的复合材料znga2o4:0.5cr3+@h3pw12o40用作荧光填料，便可以弥补上述荧光填料存在的不足。该荧光填料均为无机物，不易老化、寿命长；该荧光填料发射近红外光，该波长范围的光对有机物的穿透能力强(一般情况下荧光填料分散在有机涂层中使用)；该荧光填料还拥有余辉发射性能，摆脱了腐蚀探测需要实时激发的限制，解决了激发光噪声的问题。并且h3pw12o40为固体强酸，对于碱性环境十分敏感，这对于提升填料的敏感性至关重要。现在镁合金常用的耐腐蚀涂层有环氧树脂聚苯胺等等，将znga2o4:0.5cr3+@h3pw12o40和环氧树脂聚苯胺相结合制备涂层的话，既可以提高涂层的耐蚀能力也可以实现涂层的早期腐蚀预警。
技术实现思路
1、针对现有荧光填料存在的不足，本专利技术提出一种金属早期腐蚀预警填料、制备方法及其制备的耐蚀涂层。
2、本专利技术的技术方案如下：一种金属早期腐蚀预警填料为包覆结构，其中核心材料为受紫外光激发能产生发光或余辉的无机发光材料，壳层材料为h3pw12o40。
3、所述核心材料为znga2o4:0.5cr3+。
4、一种金属早期腐蚀预警填料的制备方法，其中壳层材料为h3pw12o40，包括步骤如下：
5、步骤1、将4n molh3pw12o40加入到去离子水中，搅拌至溶液呈透明状，再将7680ngpva加入该溶液中密封，水浴加热搅拌获得溶胶溶液；
6、步骤2、称取核心材料n mol，研磨至均匀细致，将其分散到去离子水中，搅拌并超声，使核心材料颗粒在去离子水中分散均匀无沉积；最后将该溶液加入到步骤1中的溶胶溶液中，混合搅拌1～3h，得到悬浊液；
7、步骤3、将步骤2所得的悬浊液离心、清洗、烘干，得到粉体；煅烧研磨后，制得金属早期腐蚀预警填料。
8、所述步骤3：烘干温度为50～60℃，时间为24～48h。
9、所述步骤3：煅烧气氛为空气，温度为25～400℃，时间为0.5～24h。
10、所述核心材料的制备过程如下：
11、步骤一：称取6n mol柠檬酸络合剂加入到去离子水中，搅拌至溶液呈透明状；
12、步骤二：向步骤一中所得的溶液中加入zn(no3)2溶液、ga(no3)3溶液和cr(no3)3溶液，zn(no3)2、ga(no3)3、cr(no3)3添加量分别为n mol、2n mol、0.01n mol，将溶液混合搅拌均匀至呈透明状，水浴加热搅拌至呈胶状；
13、步骤三：将步骤二所得的胶状物质放入干燥箱中，在一定温度下保温1～5h，直至完全碳化；
14、步骤四：将步骤三所得的碳化物质在一定温度下煅烧1～8h，得到粉体后再进行研磨；
15、步骤五：将步骤四所得的粉体煅烧1～8h，煅烧温度大于所述步骤四中的煅烧温度，研磨后得到填料核心材料。
16、所述水浴加热温度为室温～90℃。
17、所述步骤三：保温温度为室温～400℃。
18、所述步骤四的煅烧温度为室温～1000℃。
19、一种金属早期腐蚀预警填料制备的耐蚀涂层，由金属早期腐蚀预警填料和环氧树脂聚苯胺有机涂料组成。
20、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该金属早期腐蚀预警填料为无机物，与有机荧光填料相比，具有不易老化、寿命长的优势；该荧光填料发射近红外光，该波长范围的光对有机物的穿透能力强可以分散在有机涂层中使用；该荧光填料还拥有余辉发射性能，摆脱了腐蚀探测需要实时激发的限制，解决了激发光噪声的问题。并且h3pw12o40为固体强酸，对于碱性环境十分敏感，这对于提升填料的敏感性至关重要。使用h3pw12o40作为外壳，以znga2o4:0.5cr3+为核制备的填料可以在ph＝8的环境中就可以响应，和环氧树脂聚苯胺结合既可以提高镁合金的耐蚀能力又可以实现镁合金早期腐蚀预警。但是又因为h3pw12o40为固体强酸，而本专利技术中的核心材料znga2o4:0.5cr3+不耐强酸，因此我们采用pva去作为粘结剂复合两种材料，同时pva又起到了很好的阻断作用。现有的专利技术znga2o4:0.5cr3+@zno，其专利号：zl 202110666866.6，其本身就是在碱性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种金属早期腐蚀预警填料，其特征在于，所述金属早期腐蚀预警填料为包覆结构，其中核心材料为受紫外光激发能产生发光或余辉的无机发光材料，壳层材料为H3PW12O40。
2.根据权利要求1所述的金属早期腐蚀预警填料，其特征在于，所述核心材料为ZnGa2O4:0.5Cr3+。
3.一种如权利要求1或2所述的金属早期腐蚀预警填料的制备方法，其特征在于，其中壳层材料为H3PW12O40，其特征在于，包括步骤如下：
4.根据权利要求3所述的金属早期腐蚀预警填料的制备方法，其特征在于，所述步骤3：烘干温度为50～60℃，时间为24～48h。
5.根据权利要求3所述的金属早期腐蚀预警填料的制备方法，其特征在于，所述步骤3：煅烧气氛为空气，温度为25～400℃，时间为0.5～24h。
6.根据权利要求3-5任一所述的金属早期腐蚀预警填料的制备方法，其特征在于，所述核心材料的制备过程如下：
7.根据权利要求6所述的金属早期腐蚀预警填料的制备方法，其特征在于，所述水浴加热温度为室温～90℃。
8.根据权利要求7所述的
9.根据权利要求8所述的金属早期腐蚀预警填料的制备方法，其特征在于，所述步骤四的煅烧温度为室温～1000℃。
10.一种如权利要求1或2所述的金属早期腐蚀预警填料制备的耐蚀涂层，其特征在于，所述耐蚀涂层由金属早期腐蚀预警填料和环氧树脂聚苯胺有机涂料组成。
...【技术特征摘要】
1.一种金属早期腐蚀预警填料，其特征在于，所述金属早期腐蚀预警填料为包覆结构，其中核心材料为受紫外光激发能产生发光或余辉的无机发光材料，壳层材料为h3pw12o40。
2.根据权利要求1所述的金属早期腐蚀预警填料，其特征在于，所述核心材料为znga2o4:0.5cr3+。
3.一种如权利要求1或2所述的金属早期腐蚀预警填料的制备方法，其特征在于，其中壳层材料为h3pw12o40，其特征在于，包括步骤如下：
4.根据权利要求3所述的金属早期腐蚀预警填料的制备方法，其特征在于，所述步骤3：烘干温度为50～60℃，时间为24～48h。
5.根据权利要求3所述的金属早期腐蚀预警填料的制备方法，其特征在于，所述步骤3：煅烧气氛为空气...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱琦，丁超凡，张涛，孙京丽，周鹏，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。