铜抛光液中缓蚀剂5-氨基四唑(ATA)的作用机制研究

采用静态腐蚀实验、接触角测试、XPS等手段,比较在不同pH值下抛光液中缓蚀剂(5-氨基四唑(ATA),苯并三唑(BTA))对铜表面化学机械抛光(CMP)的影响,并探讨ATA在铜表面的作用机制。结果表明,BTA和ATA是优良的铜缓蚀剂,当pH值为3～10时,两者可在铜表面成膜,保护铜表面不受腐蚀,从而降低铜片的静态腐蚀速率和去除率,其中当pH=4时,2种缓蚀剂表现出最佳的缓蚀性能。当pH值为3～5时,ATA的缓蚀性能优于BTA。ATA通过四唑环上的N原子和氨基上的N原子吸附在铜表面,形成保护膜,从而抑制了H2O2对铜表面的腐蚀,改善了表面质量,是一种优良的适用于酸性铜抛光液的缓蚀剂。     

预膜时间、腐蚀温度和介质流速对油井管缓蚀剂缓蚀性能的影响

采用咪唑啉类缓蚀剂对P110S油管钢进行预膜处理和腐蚀试验,研究了预膜时间(0.54h)、腐蚀温度(30120℃)和介质流速(212m·s~(-1))对缓蚀性能的影响。结果表明:随缓蚀剂含量增加和预膜时间延长,缓蚀率增大,油管钢表面成膜效果提高;缓蚀剂质量浓度为300mg·L~(-1),预膜时间为2h时的缓蚀效果较好;随腐蚀温度升高,缓蚀剂的缓释率降低,预膜2h试样的耐腐蚀性能先降低,当温度升到80℃时耐腐蚀性最差,缓蚀剂开始失效;随介质流速增大,预膜2h试样的腐蚀速率逐渐增大;当介质流速高于10m·s~(-1)时,预膜试样发生严重腐蚀,该缓蚀剂不再适用。     

高耐蚀Fe-Cr-Ni系中熵合金在H2SO4溶液中的腐蚀行为

开发了一种低成本Fe-Cr-Ni系中熵合金，通过与316L不锈钢进行对比研究了该中熵合金在0.1 mol·L^-1 H₂SO₄溶液中的耐腐蚀性能，分析了其表面钝化膜的保护能力。结果表明：与316L不锈钢相比，试验合金的自腐蚀电位更高，自腐蚀电流密度更小，说明其腐蚀抗力更强，腐蚀速率更慢，耐腐蚀性能更好；试验合金表面钝化膜中的铬、镍元素含量更高，铁、锰元素含量更低，电荷转移电阻为316L不锈钢的8.1倍，说明合金表面形成了更具保护力的钝化膜；试验合金具有稳定的单相面心立方固溶体组织，元素偏析程度较低，使得合金钝化能力提高、腐蚀敏感性降低，从而保证了钝化膜的稳定性和保护能力。     

瓜儿豆胶接枝AMPS在CO_2环境中对J55钢的缓蚀作用

通过使用瓜儿豆胶和2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸为原料合成了瓜儿豆胶接枝AMPS(GGAMPS),并通过傅里叶红外光谱、失重法、电化学方法和扫描电子显微镜等方法考察其在3.5%NaCl的饱和CO_2溶液中对J55钢片的缓蚀作用及其表面形貌,并通过等温吸附模型研究了GG-AMPS在J55钢表面的吸附类型。结果表明,GG-AMPS对J55钢在含3.5%NaCl的饱和CO_2溶液中具有一定的缓蚀作用,能够有效抑制J55钢的腐蚀;其缓蚀效率随着缓蚀剂含量的增大而提高,且浓度一定时,温度升高,缓蚀效率逐渐下降;当加入800mg/L缓蚀剂时,缓蚀效率分别根据电化学阻抗谱和极化曲线计算所得达到了80.40%和89.23%;通过扫描电子显微镜(SEM)也表明,GG-AMPS的缓蚀效果良好;该缓蚀剂在J55钢表面的吸附是自发过程,主要为物理吸附。     

电压对铜电化学机械平整化性能影响的实验研究

在质量分数30%有机膦酸(HEDP)和0.02 mol/L苯骈三氮唑(BTA)电解液中,模拟实验研究静、动态下电压对铜的电化学机械平整化材料去除率和表面质量的影响规律。实验结果表明,铜在30%HEDP+0.02 mol/L BTA电解液中的钝化电压区间为0.2～1.1 V,当阳极电势为0.5 V时,BTA的腐蚀抑制效率接近90%;静、动态下铜的材料去除率均随施加电压的增大而增大,但施加电压过大,铜表面出现腐蚀坑;在不降低表面质量的前提下,当外界施加电压0.5 V时,能较好地平衡电化学作用与机械作用,达到较高的材料去除率。     

喷砂钝化对硬质合金数控刀片腐蚀行为的影响研究

针对硬质合金数控刀片刃口制备工艺,采用喷砂钝化取代传统的毛刷钝化后,表面微观组织发生显著变化,可能会导致合金生产制备过程中腐蚀行为的变化。系统研究了在自来水、NaHCO₃溶液和酒石酸溶液中喷砂钝化对合金腐蚀行为的影响,研究结果显示：喷砂钝化显著提高了合金在自来水、NaHCO₃溶液和酒石酸溶液中的抗腐蚀能力,WC和Co相在不同的腐蚀介质中显示出不同的腐蚀行为,在中性和碱性溶液中以Co的氧化为主(碱性溶液中伴随着W的溶解),在酸性溶液中以Co的溶解为主。合金腐蚀性能的提高主要是由于喷砂钝化过程中基体表面WC颗粒破碎,较小WC颗粒填充在大WC颗粒之间,并被Co相包裹,有效降低了发生缝隙腐蚀的概率。此外,喷砂钝化过程中表面极易形成致密的CoO钝化膜,有效避免了Co相与WC颗粒进一步被腐蚀。     

噻唑在油气井环境中对油管钢的电化学缓蚀机理研究

利用交流阻抗技术和动电位极化方法研究了噻唑缓蚀剂在模拟高温高压油气井水介质中对N80油管钢的缓蚀机理。结果表明：在二氧化碳环境中,噻唑的缓蚀机理服从“负催化效应”,在钢刀表面有很强的吸附能力,缓蚀效率较高,在腐蚀产物膜上吸附能力降低;在二氧化碳和硫化氢混合环境中,噻唑的缓蚀机理变为“几何覆盖效应”,吸附能力较差,缓蚀效率较低,但是能改变腐蚀产物膜的性能。     

江西研制成功新型稀土铜缓蚀剂

近日，由江西理工大学科研人员开发的“稀土铜缓蚀剂及其表面处理工艺”经国家知识产权局批准，获得国家专利。 据介绍，该校研制成功的稀土铜缓蚀剂包括混合稀土盐、磺基水杨酸、苯丙三氮唑、柠檬酸和水等配方。铜缓蚀剂对环境无危害，缓蚀效率高，原料易得，成本较低，表面处理工艺操作简单，溶液成分稳定且维护调整方便，能有效提高稀土矿产资源的可持续发展利用效率。     

天然鳞片石墨粉的化学镀铜工艺

为提高天然鳞片石墨镀铜效果,首先对天然鳞片石墨粉进行预处理,然后在其表面进行化学镀铜;研究了镀液温度、主盐浓度、还原剂加入量及装载量等因素对化学镀铜的影响,在此基础上获得了最佳工艺参数,最后对镀铜石墨粉进行钝化;对镀铜石墨粉进行了表征。结果表明:最佳化学镀铜工艺参数为镀液温度50.0℃,镀液中硫酸铜质量浓度20.0 g·L~(-1),甲醛加入量25.0mL·L~(-1),装载量为5.0～6.0 g·L~(-1);在此条件下,镀液稳定性好,且镀速较快,能够在石墨表面较为完整地镀覆一层金属铜,得到的镀铜石墨粉色泽光亮;苯并三氮唑(BTA)酒精溶液的钝化效果良好,可以有效防止新生铜的氧化。     

水基切削液中壬基酚聚氧乙烯醚磷酸酯缓蚀性能的电化学方法测定

采用电化学方法测定水基切削液用缓蚀剂的缓蚀性能。以壬基酚聚氧乙烯醚磷酸酯缓蚀剂为例,测定6061铝合金在壬基酚聚氧乙烯醚磷酸酯溶液中的电化学交流阻抗和极化曲线,评价其缓蚀性能。结果表明,电化学方法测定结果与缓蚀剂常用的液相全浸腐蚀试验法的结果完全一致,证明采用电化学交流阻抗和极化曲线评定水基切削液中缓蚀剂的缓蚀性能是可行的。壬基酚聚氧乙烯醚磷酸酯是一种混合型缓蚀剂,可同时抑制阴极和阳极反应,在一定范围内,其添加量越大,缓蚀性能越好。     

铜互连CMP工艺中缓蚀剂应用的研究进展*

抛光液是铜互连CMP的关键要素之一,在CMP中每种成分发挥不同的功能,其中缓蚀剂的选择及性能对抛后的表面质量会产生直接影响。对近年来铜互连CMP中各类缓蚀剂的研究进展以及缓蚀剂与不同类型添加剂间的复配协同进行归纳总结,同时介绍缓蚀剂与不同类型添加剂间的作用机制。最后对未来铜互连CMP中缓蚀剂的应用前景进行展望,指出绿色环保的铜互连CMP缓蚀剂的开发,通过缓蚀剂的复配协同作用以提高抛光质量,以及从微观角度进一步揭示缓蚀剂的作用机制是未来的研究方向。     

铜及铜合金低铬钝化

根据铜钝化膜的生成机理和生产实际情况,可用低铬钝化液,对铜及铜合金钝化。其工艺是将零件经预处理后,于室温下在钝化液中处理5～15秒,随时间长短和材质的不同,可获得由光亮的底金属色彩到金黄彩虹色带的钝化膜。这层钝化膜经5％氯化钠溶液浸泡20小时,无任何变化,满足质量要求。同时,溶液含铬量低,减少了对环境的污染并降低了成本。     

库尔勒土壤模拟溶液的pH对X80管线钢电化学腐蚀行为的影响

通过测定电化学阻抗谱和动电位极化曲线,研究了库尔勒土壤模拟溶液的pH对X80钢电化学腐蚀行为的影响,并用光学显微镜观察其腐蚀表面形貌。结果表明:随着模拟溶液pH的增大,X80钢的腐蚀速率呈现逐渐减小的趋势;当模拟溶液为弱酸性时,腐蚀产物膜遭到破坏,X80钢表面腐蚀坑明显;当溶液为碱性时,腐蚀产物膜能够防止金属进一步腐蚀;模拟溶液pH为10.5时,X80钢表面出现了钝化膜,其表面腐蚀现象不明显,只有几个微小的腐蚀坑存在。     

汽车空调铝质合金蒸发器表面处理工艺探索

1　前言目前 ,国内外对铝质合金表面防腐处理的方法很多 ,如二汽采用的先浸锡然后电镀锌的方法、大连海事大学和上海有机氟材料研究所共同开发的高疏水性镀层的方法 ,以及日本曾采用的阳极氧化加染色等方法。2　原理及工艺我公司对汽车空调铝质合金蒸发器表面采用的是铬酸钝化的处理方法 ,它的原理是 :将铝质合金基体表面转化成以铬酸盐为主的钝化层 ,这种钝化层对铝质合金表面保护是双重的 ,首先 ,不溶性胶质的特性 ,对于腐蚀介质是一种屏障 ,其次 ,六价铬酸盐对穿透胶质的腐蚀介质有缓蚀的作用。蒸发器在进行铬酸钝化之前 ,必须进行脱脂清…     

摩擦速度对Ti-6Al-4V合金腐蚀磨损的影响

采用腐蚀摩擦磨损试验机,进行了Ti合金/Al2O3摩擦副在林格溶液介质中的腐蚀磨损试验。试验在改变摩擦速度时对材料的耐腐蚀性能及钝化膜的再生能力进行了探讨。结果表明:摩擦破坏了Ti合金表面的钝化膜使电流密度上升。电流密度随摩擦速度的增大而增大。但是,钝化膜再生能力随摩擦速度的增大而减小。摩擦速度影响到磨损形态,速度小时主要以磨粒磨损形态为主,随着速度的增大磨损形态将过渡为腐蚀磨损和粘着磨损。     

加氢装置塔顶馏出线弯头腐蚀泄漏分析及防护

某石化公司直馏柴油加氢装置主汽提塔塔顶馏出线弯头部位注剂点下方发生腐蚀泄漏,现场测厚结果表明,弯头缓蚀剂注剂点下方形成一处长150 mm、宽100 mm的腐蚀减薄区域,最小管壁厚度为2. 23 mm,且距离泄漏点越近,管壁厚度越小。对腐蚀介质、介质流速、注剂点结构、缓蚀剂、空泡腐蚀等腐蚀影响因素进行了分析,结果表明,在塔顶油气介质腐蚀与冲刷的相互循环作用下,金属管壁不断进行着"腐蚀-生成腐蚀产物膜-腐蚀产物膜受冲刷剥离-漏出的新鲜金属表面继续被腐蚀"的过程,直至腐蚀穿孔。采取降低管线介质流速、更换缓蚀剂等防护措施后,塔顶馏出线弯头部位未再出现腐蚀减薄,腐蚀受到控制,取得了较好的现场防护效果。     

超级13Cr油管钢在含Cl-溶液中的腐蚀行为及其表面腐蚀膜的电化学特性

在室温不同质量分数(5%～35%)NaCl溶液中对超级13Cr油管钢进行浸泡腐蚀试验,研究了该钢的腐蚀形貌、腐蚀速率、腐蚀产物及其表面腐蚀膜的电化学特性。结果表明:试验钢在NaCl溶液中具有较好的耐蚀性;随NaCl质量分数的增加,其耐蚀性降低,当NaCl质量分数大于25%时变化尤为显著,腐蚀形式由局部腐蚀发展为全面腐蚀,腐蚀产物主要为Fe_3O_4,腐蚀膜疏松不致密;腐蚀膜的极化曲线存在钝化区,具有钝化特性,在低频区的电极过程为扩散控制,在高频区则为电荷传递控制,其阻抗由一个时间常数确定。     

硝酸镧改性无铬达克罗涂层的腐蚀行为与防腐机理

以锌粉、铝粉为原料,硝酸镧为添加剂,制备了硝酸镧改性无铬达克罗涂层,研究了改性涂层在质量分数5%NaCl溶液中浸泡后的腐蚀产物物相组成和微观形貌,探究了涂层的腐蚀行为和防腐机理。结果表明：在NaCl溶液中浸泡10 d后,涂层中部分富锌相优先腐蚀形成Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O,表面呈蜂窝状形貌;浸泡30 d后,腐蚀产物增多,生成Zn₅(OH)₆(CO₃)₂,表面呈海绵状结构;浸泡60 d后,腐蚀产物逐渐溶解、剥落,表面呈三维多孔网络结构。涂层的防腐机理包括腐蚀产物和稀土钝化膜的自修复作用、有机硅烷钝化膜和片状锌铝粉分层堆叠的物理屏蔽作用、锌和铝金属的牺牲阳极作用以及稀土钝化作用和缓蚀剂的缓释作用。     

表面修饰纳米铜添加剂与硫化烯烃棉籽油复合效应研究

利用四球试验机研究了润滑油纳米铜添加剂与硫化烯烃棉籽油复配体系的摩擦学性能。结果表明,2种添加剂都具有良好的抗磨减摩性能。在试验添加量范围内,润滑油纳米铜添加剂与硫化烯烃棉籽油复配体系具有一定的抗磨协合效果,且两者的添加量各为0.3%和1.5%(质量分数)时,复配体系抗磨协合效果最佳。采用现代表面分析技术对最佳复配润滑体系钢球磨斑表面的形貌和表面膜的元素组成进行了分析,推断其摩擦表面上由金属Cu形成的沉积膜和S、P等元素形成的化学反应膜共同组成复合表面膜,使复配润滑体系呈现良好的摩擦学协合效果。     

再谈应用涂覆技术需注意的问题

江苏读者刘华来信 ,在涂覆产品零件中 ,出现了多种质量问题 ,请专家介绍有关经验。　　一、设计表面涂覆件需注意的问题1.需锡焊的零件不宜钝化铜及铜合金件经钝化处理后表面覆有一层钝化膜 ,此膜层具有阻焊性 ,不粘焊锡。若装配时需要锡焊的零件 ,应选择镀锡、锡基合金或镀银等易焊性涂覆层。2 .带有狭缝的零件 (如拉簧 )要避免采用阴极性镀层在电镀工序中金属离子在狭缝内是无法放电析出的 ,因而也就不可能机械性地保护镀件免受腐蚀 ,且反而会加速零件狭缝处及其周围表面的锈蚀速度。若改用阳极性镀层 ,这种情况会有所改善。3.不宜采用镀…