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利用灌注油進(jìn)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(jié)構(gòu)也導(dǎo)致了腐蝕液體更易在孔道中積留，加速腐蝕過程。一種常規(guī)的思路是利用固態(tài)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(nèi)形成氣柱，讓腐蝕液體無法滲入孔內(nèi)。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(hù)能力。最近，來自普林斯頓大學(xué)的Chang-Hwan Choi教授課題組提出了一種利用灌注油來對其進(jìn)行防腐的方法，這一方法的一大優(yōu)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(nèi)，又可提高長期防腐性能。相關(guān)成果發(fā)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(chǎn)的一種商用潤滑劑)。灌注的油不僅能夠?qū)ρ趸X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(nèi)是一個較大的挑戰(zhàn)，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(nèi)的空氣置換出來，再用油置換乙醇，整個過程僅需幾分鐘。

經(jīng)過上述過程處理后的AAO表現(xiàn)出疏水性及優(yōu)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(xué)測試也表明，上述AAO膜的耐腐蝕性能十分優(yōu)越。

更重要的是，傳統(tǒng)的耐腐蝕涂層在面對材料經(jīng)歷彎折或外部損害后形成的裂痕會導(dǎo)致腐蝕容易在此處發(fā)生，傳統(tǒng)的固態(tài)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(bǔ)裂痕，起到防腐作用。在該實(shí)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)