利用灌注油進行金屬防腐

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利用灌注油進行金屬防腐

陽極氧化鋁(AAO)是一種具有較高孔隙率的材料，其高比表面積不僅更易接觸腐蝕液體，多孔結構也導致了腐蝕液體更易在孔道中積留，加速腐蝕過程。一種常規的思路是利用固態氧化材料堵孔來解決這一問題。另一種有效的方式是利用氣體來堵孔，比如，在AAO表面涂覆一層超疏水涂層，使孔內形成氣柱，讓腐蝕液體無法滲入孔內。不過，疏水涂層在長期的使用過程中，腐蝕液會慢慢替代孔道中的空氣，最終喪失保護能力。最近，來自普林斯頓大學的Chang-Hwan Choi教授課題組提出了一種利用灌注油來對其進行防腐的方法，這一方法的一大優勢在于，既不用尋找耐腐蝕的固體填料并繁瑣的將其填充至孔內，又可提高長期防腐性能。相關成果發表于近期的Advanced Functional Materials上。

這項工作的核心思路是先在陽極氧化鋁的表面包裹一層特氟龍，再灌注一層油相(Krytox GPL 100，杜邦公司生產的一種商用潤滑劑)。灌注的油不僅能夠對氧化鋁起到防腐的作用，而且可為表面提供自清潔能力。

如何快速的將油注入AAO的孔內是一個較大的挑戰，因為AAO是死端孔道，因此灌注過程中需要將空氣置換出來，而直接置換需要60 min左右的時間。作者提出了一種溶劑置換法，先用乙醇將孔內的空氣置換出來，再用油置換乙醇，整個過程僅需幾分鐘。

經過上述過程處理后的AAO表現出疏水性及優異的自清潔性能，其表面的水滴滾動角僅為3°；另一方面，通過電化學測試也表明，上述AAO膜的耐腐蝕性能十分優越。

更重要的是，傳統的耐腐蝕涂層在面對材料經歷彎折或外部損害后形成的裂痕會導致腐蝕容易在此處發生，傳統的固態涂層無法解決這一問題，而液體涂層則不同，它能夠通過流動填補裂痕，起到防腐作用。在該實驗中，特氟龍涂覆的AAO在彎折后腐蝕電流密度提高了30倍，而灌油后AAO的腐蝕電流密度僅提高4倍。

(葉春波 供稿)