[發(fā)明專利]海水中持續(xù)防護(hù)鈦基金屬表面用銅/鋁多層復(fù)合陽極及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611134159.8
• 申請日: 2016-12-10
• 公開（公告）號(hào): CN106757057B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李爭顯;王浩楠;王毅飛;王少鵬;楊海彧;黃春良
• 申請（專利權(quán)）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號(hào): C23F13/16
• 分類號(hào): C23F13/16;B32B15/01
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 譚文琰

本發(fā)明公開了一種海水中持續(xù)防護(hù)鈦基金屬表面用銅/鋁多層復(fù)合陽極，包括交替疊放在一起的銅層和鋁層，所述銅層的厚度為40μm～180μm，所述鋁層的厚度為5μm～7μm；另外，本發(fā)明還公開了利用上述銅/鋁多層復(fù)合陽極在海水中持續(xù)防護(hù)鈦基金屬表面的方法，該方法為：首先將鈦基金屬與銅/鋁多層復(fù)合陽極連接，然后置于海水中，作為陰極的鈦基金屬與銅/鋁多層復(fù)合陽極之間發(fā)生電偶腐蝕，該過程中持續(xù)釋放銅離子。本發(fā)明銅/鋁多層復(fù)合陽極的結(jié)構(gòu)簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)數(shù)年甚至數(shù)十年向海水中持續(xù)釋放高析出濃度的銅離子，有效地抑制了海洋生物的附著，延長了鈦基金屬的在海水中的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鈦金屬材料防海生物附著的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種海水中持續(xù)防護(hù)鈦基金屬表面用銅/鋁多層復(fù)合陽極及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

鈦合金具有低密度，高強(qiáng)度和耐海水腐蝕等優(yōu)異的性能，被廣泛應(yīng)用于海洋溫差發(fā)電，海水淡化，油氣開采，艦船，水產(chǎn)養(yǎng)殖等海洋工程領(lǐng)域，被人們譽(yù)為“海洋金屬”。鈦合金具有良好的生物相容性，是海生物理想的棲息地，因此，鈦合金在海洋工程中的生物污損問題比其他金屬材料更加嚴(yán)重。海生物的附著會(huì)增加船舶航行阻力，使船舶的能耗與排放加劇。海生物的附著能加速海洋設(shè)施、建筑等結(jié)構(gòu)件污損腐蝕，顯著縮短其壽命。據(jù)美國報(bào)道，由于海生物的附著，美國每年造成50～60億美元的損失。面對海生物的嚴(yán)重危害，人們研究了許多防止海生物粘著減少污損的方法。研究表明，銅離子及氧化亞銅能夠抑制海生物的附著。主要是因?yàn)椋恒~材料通過與海水的作用成為銅離子，銅離子會(huì)降低生物機(jī)體中主酶的活化作用，以縮短生物壽命。進(jìn)一步研究表明，當(dāng)銅的滲出率大于10μg/(cm²·d)時(shí)可抑制藤壺附著；當(dāng)銅的滲出率大于10～20μg/(cm²·d)可抑制水螅、水母附著；當(dāng)銅離子的滲出率大于20～40μg/(cm²·d)可抑制藻類附著；當(dāng)銅離子的滲出率大于40μg/(cm²·d)可防止產(chǎn)生細(xì)菌附著；當(dāng)銅離子滲出率大于50μg/(cm²·d)時(shí)，可抑制絕大部分海生物附著。因此，通過控制鈦合金在海水中銅離子的滲出率就可以有效抑制海生物的附著，當(dāng)銅離子的滲出率大于50μg/(cm²·d)時(shí)，就可抑制絕大部分海生物附著。利用鈦和銅在海水中不同的自腐蝕電位，采用電偶腐蝕的原理就可以加速銅材料的腐蝕，獲得抑制海生物附著所需要的銅離子濃度。

這種利用銅與鈦在海水中自腐蝕電位的不同，實(shí)現(xiàn)銅的加速腐蝕的方法能夠有效的抑制海生物在鈦表面的附著，在實(shí)際工程中也得到有效的應(yīng)用。但在工程實(shí)際中發(fā)現(xiàn)，隨著銅表面腐蝕產(chǎn)物的生成，這層腐蝕產(chǎn)物抑制了銅的進(jìn)一步腐蝕，使銅離子的析出濃度逐漸降低，降低了抑制海生物附著的效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種海水中持續(xù)防護(hù)鈦基金屬表面用銅/鋁多層復(fù)合陽極。該銅/鋁多層復(fù)合陽極的結(jié)構(gòu)簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)數(shù)年甚至數(shù)十年向海水中持續(xù)釋放高析出濃度的銅離子，有效地抑制了海洋生物的附著，延長了鈦基金屬的在海水中的使用壽命。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：海水中持續(xù)防護(hù)鈦基金屬表面用銅/鋁多層復(fù)合陽極，其特征在于，包括交替疊放在一起的銅層和鋁層，所述銅層的厚度為40μm～180μm，所述鋁層的厚度為5μm～7μm。

上述的海水中持續(xù)防護(hù)鈦基金屬表面用銅/鋁多層復(fù)合陽極，其特征在于，所述銅層的厚度為60μm～120μm，所述鋁層的厚度為5μm～6μm。

上述的海水中持續(xù)防護(hù)鈦基金屬表面用銅/鋁多層復(fù)合陽極，其特征在于，所述銅層和鋁層的層數(shù)均不小于10層。

上述的海水中持續(xù)防護(hù)鈦基金屬表面用銅/鋁多層復(fù)合陽極，其特征在于，所述銅層和鋁層的層數(shù)均為10～500層。