利用灌注油进行金属防腐



利用灌注油进行金属防腐

阳极氧化铝(AAO)是一种具有较高孔隙率的材料，其高比表面积不仅更易接触腐蚀液体，多孔结构也导致了腐蚀液体更易在孔道中积留，加速腐蚀过程。一种常规的思路是利用固态氧化材料堵孔来解决这一问题。另一种有效的方式是利用气体来堵孔，比如，在AAO表面涂覆一层超疏水涂层，使孔内形成气柱，让腐蚀液体无法渗入孔内。不过，疏水涂层在长期的使用过程中，腐蚀液会慢慢替代孔道中的空气，最终丧失保护能力。最近，来自普林斯顿大学的Chang-Hwan Choi教授课题组提出了一种利用灌注油来对其进行防腐的方法，这一方法的一大优势在于，既不用寻找耐腐蚀的固体填料并繁琐的将其填充至孔内，又可提高长期防腐性能。相关成果发表于近期的Advanced Functional Materials上。

这项工作的核心思路是先在阳极氧化铝的表面包裹一层特氟龙，再灌注一层油相(Krytox GPL 100，杜邦公司生产的一种商用润滑剂)。灌注的油不仅能够对氧化铝起到防腐的作用，而且可为表面提供自清洁能力。

如何快速的将油注入AAO的孔内是一个较大的挑战，因为AAO是死端孔道，因此灌注过程中需要将空气置换出来，而直接置换需要60 min左右的时间。作者提出了一种溶剂置换法，先用乙醇将孔内的空气置换出来，再用油置换乙醇，整个过程仅需几分钟。

经过上述过程处理后的AAO表现出疏水性及优异的自清洁性能，其表面的水滴滚动角仅为3°；另一方面，通过电化学测试也表明，上述AAO膜的耐腐蚀性能十分优越。

更重要的是，传统的耐腐蚀涂层在面对材料经历弯折或外部损害后形成的裂痕会导致腐蚀容易在此处发生，传统的固态涂层无法解决这一问题，而液体涂层则不同，它能够通过流动填补裂痕，起到防腐作用。在该实验中，特氟龙涂覆的AAO在弯折后腐蚀电流密度提高了30倍，而灌油后AAO的腐蚀电流密度仅提高4倍。

(叶春波 供稿)