本發(fā)明屬于金屬材料腐蝕領(lǐng)域失重方法的應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種失重分析檢測金屬材料腐蝕物的酸洗液及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：銅及其合金是與人類活動密切相關(guān)的金屬材料。因其良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)以及良好的延展性、可塑性等特性，銅及其合金被廣泛地應(yīng)用到電氣工業(yè)、電子工業(yè)、交通工業(yè)、能源工業(yè)以及海洋工業(yè)等眾多領(lǐng)域。在我國有色金屬的消費中，銅的消費量僅次于鋁。在金屬材料的應(yīng)用中，不可避免地會出現(xiàn)腐蝕問題。特別是在腐蝕因素較多的環(huán)境下，銅及其合金的腐蝕問題尤其嚴(yán)重。在腐蝕速率的測量中，常用的方法是腐蝕增失重分析。目前分析銅及其合金的失重速率時，選用的方法常是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)(GBT16545-2015金屬和合金的腐蝕試樣上腐蝕產(chǎn)物的清除)進(jìn)行。國標(biāo)推薦的酸洗液包括氨基磺酸洗液、鹽酸洗液以及硫酸洗液等。推薦的酸洗液在使用時主要存在以下幾個方面的問題：首先，部分洗液使用過程比較麻煩，例如國標(biāo)中推薦的鹽酸洗液，需要在溶液通氮氣祛除氧氣的條件下進(jìn)行；其次，推薦的酸洗液酸度均較大，在清洗的過程中不可避免地會出現(xiàn)金屬基底損失嚴(yán)重以及一價銅離子的歧化反應(yīng)等問題，從而影響失重分析準(zhǔn)確性；最后，國標(biāo)推薦的不同清洗液在使用時失重結(jié)果存在差異，導(dǎo)致在分析不同實驗的結(jié)果時可比性較差。因此，使用一種配制簡單、酸度較小的酸洗液，在規(guī)范的實驗流程下應(yīng)用于失重分析中，在銅及其合金的失重速率測試中顯得至關(guān)重要。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于一種失重分析檢測金屬材料腐蝕物的酸洗液及應(yīng)用。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用技術(shù)方案為：一種失重分析檢測金屬材料腐蝕物的酸洗液，酸洗液按體積質(zhì)量(ml/g)比濃鹽酸：去離子水：六次甲基四胺為5:100:9-80；其中，控制酸洗液pH在4.15-6.15。優(yōu)選，所述酸洗液按體積質(zhì)量(ml/g)比濃鹽酸：去離子水：六次甲基四胺為1:10:2-7，其中，控制酸洗液pH在4.40-5.65。所述濃鹽酸的濃度為12M。一種失重分析檢測金屬材料腐蝕物的酸洗液的應(yīng)用，所述酸洗液在清洗金屬材料進(jìn)行失重分析檢測金屬材料腐蝕物中的應(yīng)用。進(jìn)一步：將金屬材料試樣置于所述酸洗液中通過超聲浴進(jìn)行清洗后取出，而后依次經(jīng)過自來水、純水、無水乙醇洗滌，隨后干燥稱重；而后將上述清洗上述試樣的清洗液進(jìn)行循環(huán)酸洗至清洗完全。再進(jìn)一步：進(jìn)行酸洗時，首先，在超聲浴的環(huán)境下，將帶銹的試樣放入配制好的酸洗液中，計時1分鐘；其次，計時結(jié)束后迅速取出試樣，分別經(jīng)過自來水、去離子水以及無水乙醇清洗；最后，干燥試樣，使用天平稱重。循環(huán)以上步驟，清洗10次，根據(jù)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行失重分析。如果清洗10次后，試樣表面仍可見腐蝕產(chǎn)物，可適當(dāng)增加清洗時間。上述清洗液中加入了六次甲基四胺調(diào)節(jié)pH，進(jìn)而提高酸洗液清洗時的穩(wěn)定性(H離子濃度穩(wěn)定)；同時，添加六次甲基四胺的酸洗液減少清洗時基底的損失，可對金屬基底起到緩蝕作用。另外，使用的酸是鹽酸，氯離子的絡(luò)合能力起到了抑制一價銅歧化的作用，使得失重的結(jié)果更加準(zhǔn)確。本發(fā)明所具有的優(yōu)點：1.本發(fā)明酸洗溶液配制簡單，不需要通氮氣排氧氣等操作；使用的試劑、藥品均較為常見，并且不會對環(huán)境造成影響；2.本發(fā)明通過pH的調(diào)節(jié)，使得酸洗液在使用中不具有較大危險性，同時減少一價銅離子的歧化反應(yīng)，保證失重數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確；另外，pH的穩(wěn)定也保證了本發(fā)明酸洗液的穩(wěn)定性，使得該酸洗液可以重復(fù)多次使用。3.本發(fā)明酸洗液對于金屬基底的清洗作用弱，減少了基底損失的同時，保證了失重數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；4.通過本發(fā)明推薦的規(guī)范的實驗流程使用該酸洗液，使得不同的實驗數(shù)據(jù)之間具有可比性。附圖說明圖1是本發(fā)明實施例提供的流程下使用該酸洗液進(jìn)行帶銹銅試樣失重分析后得到的失重圖。圖2是本發(fā)明實施例提供的流程下使用氨基磺酸洗液進(jìn)行帶銹銅試樣失重分析后得到的失重圖。圖3是本發(fā)明實施例提供的流程下使用該酸洗液后對銅試樣進(jìn)行XRD測試后的結(jié)果圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步的描述。本發(fā)明是使用濃鹽酸、去離子水以及六次甲基四胺按比例混合得到的酸洗液，并按照規(guī)范的實驗流程進(jìn)行銅及其合金的失重分析。該方法可以得到準(zhǔn)確的銅腐蝕產(chǎn)物失重數(shù)據(jù)，減少基底金屬的損失。同時，規(guī)范的實驗流程可以保證不同實驗的數(shù)據(jù)之間的可比性。實施例1失重分析檢測金屬材料腐蝕物的酸洗液為：量取10毫升濃鹽酸、100毫升水，倒入250毫升燒杯中，玻璃棒攪拌均勻。稱取40克六次甲基四胺，加入到混合好的鹽酸、水混合液中，玻璃棒攪拌至六次甲基四胺全部溶解。使用定標(biāo)好的pH計測定酸洗液的pH值，三次測定的pH平均值為5.41。采用上述獲得酸洗液進(jìn)行失重分析檢測。分別準(zhǔn)備200毫升的自來水，200毫升的去離子水以及50毫升的無水乙醇，用于清洗酸洗后的試樣。將尺寸為50×10×1mm的純銅帶銹試樣放入配置好的酸洗液中，將裝有酸洗液的燒杯放入超聲儀器中，打開超聲，計時1分鐘。計時結(jié)束，迅速取出銅試樣，分別在已經(jīng)準(zhǔn)備好的自來水、去離子水以及無水乙醇中清洗。清洗完畢的試樣使用吹風(fēng)機(jī)冷風(fēng)迅速吹干，將試樣在環(huán)境中放置5分鐘左右，使用分析天平稱重。重復(fù)以上的實驗過程10次，保持最后的清洗時間為10分鐘。如果清洗10次后，試樣表面仍可見腐蝕產(chǎn)物，可適當(dāng)增加清洗時間。則每次清洗后試樣的失重數(shù)據(jù)可表示為：Δm＝m0-mt，式中，t表示清洗后第t分鐘，mt表示清洗后第t分鐘稱重的質(zhì)量，單位為微克，m0表示未清洗帶銹銅片的質(zhì)量，單位為微克。根據(jù)上述公式計算出不同時間下的失重數(shù)據(jù)，做出失重質(zhì)量-時間圖(參見圖1-2)。根據(jù)該圖后半段的3至5個數(shù)據(jù)點進(jìn)行線性擬合，得到的截距即為失重質(zhì)量(氧化亞銅的質(zhì)量)，斜率即為金屬基底的損失速率。圖3表明，使用本發(fā)明推薦的酸洗液可以將帶銹銅試樣清洗的十分干凈。根據(jù)圖1，使用推薦酸洗液清洗得到的失重數(shù)據(jù)為3091.2微克，銅基底損失速率為每分鐘14.8微克；根據(jù)圖2，使用國標(biāo)氨基磺酸洗液按照上述流程得到的失重數(shù)據(jù)為2142.1微克，銅基底損失速率為每分鐘26.9微克。比較可知，使用本發(fā)明推薦的酸洗液可以減少一價銅離子歧化導(dǎo)致的失重數(shù)據(jù)偏低的問題，準(zhǔn)確地得到試樣的腐蝕失重數(shù)據(jù)，并且保證較小的金屬基底損失。實施例2取用尺寸為50×10×1mm的平行純銅帶銹試樣5片，使用實施例1中使用過的鹽酸-六次甲基四胺-水酸洗液再次進(jìn)行循環(huán)清洗。其中，清洗過程與實施例1過程相同，失重數(shù)據(jù)處理也與實施例1處理過程相同，并且從數(shù)據(jù)中可見清洗液減少一價銅離子歧化導(dǎo)致的失重數(shù)據(jù)偏低的問題，準(zhǔn)確地得到試樣的腐蝕失重數(shù)據(jù)，同時保證較小的金屬基底損失。在完成實施案例1后測定該酸洗液的pH值為5.41，與該酸洗液使用前相同。表1列出了重復(fù)使用該酸洗液清洗平行試片后計算得到的各個平行試片的失重質(zhì)量(氧化亞銅的質(zhì)量)以及每次使用后測定得到的酸洗液的pH值。從表1可知，該酸洗液在多次使用后，其pH值基本維持恒定，測量得到的失重數(shù)據(jù)也互相接近。說明該酸洗液在多次使用后具有較好的穩(wěn)定性，可以反復(fù)多次使用。表1試片編號12345失重質(zhì)量(微克)29913008302329802995pH值(清洗后)5.415.415.415.425.42實施例3失重分析檢測金屬材料腐蝕物的酸洗液為：量取10毫升濃鹽酸、100毫升水，倒入250毫升燒杯中，玻璃棒攪拌均勻。稱取20克六次甲基四胺，加入到混合好的鹽酸、水混合液中，玻璃棒攪拌至六次甲基四胺全部溶解。使用定標(biāo)好的pH計測定酸洗液的pH值，三次測定的pH平均值為4.48。實施例4失重分析檢測金屬材料腐蝕物的酸洗液為：量取10毫升濃鹽酸、200毫升水，倒入500毫升燒杯中，玻璃棒攪拌均勻。稱取160克六次甲基四胺，加入到混合好的鹽酸、水混合液中，玻璃棒攪拌至六次甲基四胺全部溶解。使用定標(biāo)好的pH計測定酸洗液的pH值，三次測定的pH平均值為6.10。當(dāng)前第1頁1 2 3