[其他]架空金屬管道陰極保護用的固體電解質及其制備方法

無效

• 申請號: 86100599
• 申請日: 1986-06-18
• 公開（公告）號: CN86100599A
• 公開（公告）日: 1987-12-30
• 發明（設計）人: 陳昆剛;樊增釗;林祖;尹耀波;徐孝和;曹征晏
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C09D5/08
• 分類號: C09D5/08;C23F13/02
• 代理公司: 中國科學院上海專利事務所
• 代理人: 潘振甦,聶淑儀

本發明是關于架空金屬管道陰極保護用的固體電解質納Beta-Al₂O₃粉材及其制備方法，屬于一般的電化學防腐蝕領域。

鈉Beta-Al₂O₃，自1916年被發現以來，僅被制成熔鑄磚用作某些特殊場合的耐火材料，直到1967年美國福特公司報導了它的卓越的離子電導性并首次宣布鈉Beta-Al₂O₃陶瓷可以作為固體電解質用來制造鈉硫電池之后才受到普遍關注。近一、二十年這種材料的研究及其制備工藝發展甚為迅速，目前用于制備這種陶瓷的前驅粉料的方法大致有電熔法、二次合成的Zeta法、噴霧干燥法和凝膠法等。但用目前的已有技術制備的細顆粒活性粉末，無論是未合成的、半合成或已合成的都只適用于生產致密的鈉Beta-Al₂O₃陶瓷材料而不合乎架空金屬管道陰極保護涂層的要求。

如將現有的細顆粒鈉Beta-Al₂O₃粉料，用作架空金屬管道的陰極保護的固體電解質，不但成本高而且在涂復過程中對金屬管道有明顯的腐蝕行為，陰極保護的極化行為也不穩定。一個明顯的例子是中國科學院物理研究所陳立泉等人曾研究了“快離子導體防腐涂料對16錳鋼的保護”，所采用的固體電解質β″-Al₂O₃，是按照國外的Zeta法制備陶瓷的工藝生產的，所制得的粉材在施行涂復工藝前和施行過程中對金屬都有明顯的腐蝕性。這是因為其配方中Na₂O含量過高的緣故。他們將按陶瓷工藝生產的產品經破碎磨細后付用，并且配方中Li₂O用量又較大，這勢必要使產品成本提高。

本發明的目的在于提供一種適合于架空金屬管道陰極保護用的、幾乎無電子導電的離子導電性和化學穩定性良好的固體電解質鈉Beta-氧化鋁粉材及其制備方法。這種粉材允許以適當的方法涂復在要求保護的金屬表面，形成與底板金屬牢固結合的固體電解質層，加上適當的電場可對在-10℃～300℃溫度下的大氣環境中或酸、堿性和海洋氣氛中的金屬實施防腐保護。

具體地說，本發明提供的鈉Beta-Al₂O₃固體電解質粉材的組份特征是7.5～9.5（wt）%Na₂O和0.3～0.85（wt）%Li₂O或2（wt）%MgO或0.7（wt）%Li₂O與0.4（wt）%MgO，其余為Al₂O₃及微量雜質元素。這種粉材的主要特征之一是為β″和β的混合相，β″相的相對含量為65～90%，不含α-Al₂O₃相，離子導電性好;特征之二是使用的粉材的Na₂O含量較低，不含富鈉相，化學穩定性好;特征之三是顆粒尺寸分布為40～200目，其中40～100目間的含量為30～80%（累積重量），便于調膠和涂復。

本發明提供的β″和β混合粉材是采用下述簡單工藝和廉價的原料制備的。采用的原料是市售的工業純氧化鋁、氫氧化鋰和氫氧化鈉或其它能溶于水的Li、Na、Mg的鹽類。可使用不經處理的市售氫氧化鋁、r-Al₂O₃或α-Al₂O₃，或三者中任意二個作原料，按一定比例配料，如Li₂O∶Na₂O∶Al₂O₃＝0.8∶9.5∶89.7（wt）。以適量的水為介質，或用球磨機或用Y型混料機或用一般水泥混料機將配料濕混均勻，或用噴霧干燥法或用回轉干燥法或在110℃烘干制成干粉。濕混水份控制與干燥方法相適應，烘干或回轉干燥時水份控制在25%～40%（wt），采用噴霧干燥時水份應控制在45%～65%（wt）。粉料在普通高溫爐或隧道窯中分階段保溫煅燒，例如在1150～1450℃保溫1～2小時，在1500～1600℃范圍內保溫15分鐘到2小時。