微米级铜粉红外烟幕材料的抗腐蚀技术研究 (2)
刘志杰等采用了置换方法在微米级铜粉表面镀银形成了核壳铜一银双金属粉，并且研究了镀层当中银含量的大小和金属粉抗腐蚀能力的关系。结果表明：微米级的铜-银双金属粉当中，当银含量达到W(Ag)22％～85％时，在常温下有一定的抗腐蚀能力，当银含量(Ag)≥85％的时候，在它所测试的800℃范围内是未发生氧化反应的；微米级铜一银双金属粉当中，当银的质量分数达到60％时，是不会发生氧化。XinruiXu等也是通过研究Cu—Ag的置换反应在微米级铜粉表面镀银来提高微米级铜粉的抗腐蚀能力，但是由于镀液当中存在有Ag20沉淀。为了提高银这种贵金属的利用率，所以在镀液当中加入还原剂C4H4O6KNa，因此镀覆的过程当中是伴有氧化还原反应的。吴秀华等高分子保护剂的良好作用之下利用置换法制备出与前面不同形貌的Cu-Ag双金属粉。Cu粉和Cu-Ag粉的热重曲线分析表明，用此种方法制备的Cu-Ag双金属粉的热稳定性非常好，并能够极大地提高微米级铜粉的抗氧化性能[4-6]。
蒋红梅对于表面点缀结构和表面包覆结构这两种铜一银金属粉进行了抗腐蚀性分析。通过用TG微热天平测试了这两种结构金属粉的热量曲线差异表明：随着温度的升高，点缀结构中的铜-银金属粉开始增重是并不明显，当温度达到250℃以上之后就出现明显的增重现象。这是因为当温度升高到了250℃时，没有被银完全包覆而被裸露在外的铜粉或表面包覆银层很薄的铜粉发生了氧化反应，导致出现明显增重现象，这说明了表面点缀结构的铜-银金属粉具有较好的常温抗腐蚀性。而表面包覆结构的铜-银金属粉却能在700℃范围内是无明显增重的，这说明了表面包覆结构的双金属粉在高温条件下亦具有极好的抗氧化性。由此可见，铜-银金属粉抗氧腐蚀性与其表面的银含量密切相关，银含量越高，微米级铜粉表面的银包覆得越致密均匀，铜-银金属粉的抗腐蚀性能也就变得越好[7-8]。
1.2.2配合剂缓蚀法
配合剂缓蚀法起源于上世纪5O年代初期，苯并二氮唑等唑类化合物对于微米级铜系金属的优异缓蚀性能在当时引发了业界的极大的兴趣，这些缓蚀剂的分子当中都是含有氮原子杂环这个结构。
欧美等国的学者通过X射线光电子能谱(XPS)、磁矩等一系列方法对缓蚀机理进行了探讨，以Yoshida 为代表的观点认为咪唑类化合物与微米级铜表面的氧化物发生反应了，并且生成链状配合物膜；另一种观点却认为是直接与微米级铜反应了，氧直接参与反应生成了铜配位物，目前大多数的学者认为这两种作用是共存的。现已有研究采用咪唑、苯并三唑和2-甲基咪唑处理微米级铜粉的专利报道，实验的结果表明了其对微米级铜粉的长期抗腐蚀作用是相当优异的，而且是一种极其简便又易行的好方法[9-11]。
东建中，刘英研究了肥皂液、明胶、蛋白质水解液对微米级铜粉的缓蚀作用。这三种物质是都具有良好的缓蚀能力，而且均能在微米级铜粉表面形成一层保护膜的，当它们的浓度分别为0．05％、500mg／L和0.5g／100g的时候缓蚀率P=(W一wb)／w×100％，W与w分别为未经和经过缓蚀剂处理的微米级铜粉的氧化增重可以达到95％以上。文献也研究出了明胶、蛋白质水解液、苯并三氮唑和肥皂液对微米级铜粉的缓蚀效果。结果表明，经过BTA处理过的微米级铜粉抗腐蚀性最好[12]。
1.2.3偶联剂处理
现今使用的偶联剂主要有硅烷类，其次是钛酸酯类和铝酸酯类，另外还有一些含铬、锆化合物及高级脂肪酸、醇、酯等几类物质。有人研究了硅烷偶联剂的作用机理，认为微米级铜粉表面的羟基与偶联剂的水解产物发生反应生成了硅醇基，同时偶联剂分子中的硅醇基发生相互交联缩合，在金属表面形成网络状结构膜而阻止微米级铜粉发生氧化[13]。许多研究发现硅烷偶联剂直接添加到微米级铜粉所制备成的导电涂层表面具有良好的抗腐蚀性，但用于超细铜粉表处理时，其抗氧化作用效果不如配合剂缓蚀法与有机酸包覆法有效。美国专利介绍了采用电解沉积法先在微米级铜粉表面形成Zn-As合金的复合层，然后再用7-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)与乙烯基三乙氧基硅烷用质量比为6：4的混合物处理微米级铜粉，处理后的微米级铜粉的可浸润性和抗腐蚀性良好，由于这两种偶联剂会产生协同效应，性能远远优于使用一种偶联剂时的效果。