[发明专利]一种碱性氧化铁防腐涂层及其制备方法

说明书

本发明涉及金属材料防腐技术领域，具体公开了一种碱性氧化铁防腐涂层及其制备方法。该防腐涂层包括以下成分(按重量分数计)：锂1％‑8％，铁50％‑69％，氧30％‑35％。该涂层为单层或多层复合结构，可用于铁、铁基合金、钢金属材料在水体、大气、土壤、工业介质、熔盐电解质中的高低温腐蚀防护，具有广泛的环境和温度使用范围，尤其能够耐Cl^‑和F^‑的侵蚀，表现出优异的抗老化能力。

技术领域

本发明涉及金属腐蚀防护技术领域，具体涉及一种碱性氧化铁防腐涂层及其制备方法。

背景技术

金属材料广泛应用于国计民生的各个领域，构成了人类科技文明的材料基础。金属材料化学位较高很容易发生氧化腐蚀，腐蚀造成了极大的材料损失，并对生产有重大负面影响。研究表明，2014年全国腐蚀总成本超过2.1万亿元人民币，约占当年GDP的3.34％。因此，金属的腐蚀防护有着巨大的经济效益和社会效益。

防腐涂层可以有效的将金属材料与腐蚀介质隔离开来，从而提高金属的耐腐蚀能力，延长其使用寿命。在金属材料表面制备防腐涂层是目前最为广范使用的金属腐蚀防护方法。为达到实际使用要求，防腐涂层需满足以下要求：1)对腐蚀介质稳定；2)具有较高的致密度；3)具有良好的机械性能；4)具有优异的抗老化性能；5)易于加工制备；6)原料廉价易得。目前实际工业应用的各种涂层(如树脂、陶瓷)虽然可以不同程度的满足上述要求，但是在含Cl-和F-等腐蚀性离子的环境中耐蚀性不佳。因此，亟待开发一种性能更优异、能适应腐蚀性离子环境的金属防腐涂层及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有金属防腐技术存在的上述问题，提供一种碱性氧化铁防腐涂层。该涂层具有良好的稳定性、较高的致密度、良好的机械性能、易于加工制备、原料廉价易得，还具有广泛的环境和温度适应性，更重要的是能够耐Cl-和F-的腐蚀。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种碱性氧化铁防腐涂层，其成分按重量分数计包括：锂1％-8％，铁50％-69％，氧30％-35％。各元素含量之和为100％，其中可能含有不可避免的杂质元素。

进一步的，所述碱性氧化铁防腐涂层附着在金属材料基体表面，所述金属材料基体具体为板材或管材，金属材料基体的应用环境包括常温至高温(1000℃)范围的各类水体(如地表水、自来水、海水)、大气(如海洋空气、陆地空气)、土壤、工业介质(如循环冷却水)、熔盐电解质等。

进一步的，所述碱性氧化铁防腐涂层的厚度为1-1000μm。

进一步的，所述碱性氧化铁防腐涂层为单层结构。

进一步的，所述碱性氧化铁防腐涂层为多层复合结构，每一层中各元素含量不同。

上述碱性氧化铁防腐涂层的制备方法，包括以下步骤：利用喷涂法、气相沉积法、化学氧化法、电化学氧化法中的至少一种方法，在金属材料基体表面制备得到碱性氧化铁防腐涂层。

进一步的，电化学氧化法具体步骤如下：以金属材料基体作为阳极，以镍电极作为阴极，在含锂电解质中电解，最终在金属材料基体表面得到一层均匀的碱性氧化铁防腐涂层。所述含锂电解质具体为Li₂CO₃-Na₂CO₃-K₂CO₃或LiOH-NaOH。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：(1)该涂层可用于金属在水体、大气、土壤、工业介质、熔盐电解质中的高低温腐蚀防护，具有广泛的环境和温度适用范围，能够耐Cl-和F-的侵蚀，同时表现出优异的抗老化能力；(2)该涂层具有良好的稳定性、较高的致密度、优异的机械性能，易于加工制备，且原料廉价易得。

附图说明

图1为本发明实施例1制得的碱性氧化铁防腐涂层截面光学照片；