銅質(zhì)幣腐蝕變色機理及抗變色工藝研究

1、大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文銅質(zhì)幣腐蝕變色機理及抗變色工藝研究姓名：王鵬申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：化學(xué)工程指導(dǎo)教師：梁成浩20090901銅質(zhì)幣腐蝕變色機理及抗變色工藝研究T a r n i s h i n gM e c h a n i s ma n d A n t i - t a m i s h i n gT e c h n i q u e s o fC o p p e r a n d B r a s sC o i n sA b s t r

2、 a c tI nn a t u r a le n v i r o n m e n t ．c o p p e ra n d b r a s sc o i n sn ．a(chǎn) n s f o r mf r o mt h e i r n a t u r a lc o l o r s t oap r o g r e s s i v e l y d a r k e r b r o w n a n d f i n a l l y t og r e e

3、 n ，w h i c h i sa s e r i o u s p r o b l e mi nm i n t ，m u s e u ma n d a r c h a e o l o g y ．B e c a u s eo ft h ep a r t i c u l a r i t y o f c o i n s ’u s e v a l u e ，R e s i d u a ls w e a to ns u r f a c ei s

4、o n e o f t h em a i nc a u s e so f t a r n i s h i n go f c o i n s ．S o t h er e s e a r c h e so nt a r n i s h i n gm e c h a n i s m a n da n t i - t a r n i s h i n g t e c h n i q u e so f c o p p e r a n d b r a

5、 s sa r e o f g r e a ts i g n i f i c a n c e ．I no r d e r t oi n v e s t i g a t et h e t a r n i s h i n gm e c h a n i s m o f c o p p e r a n d b r a s si ns i m u l a t e ds w e a t ，d i f f e r e n t k i n d so f

6、 a n a l y s i st e c h n i q u e s a r eu s e d , s u c h a sS c a n n i n gE l e c t r o nM i c r o s c o p e ( S E M ) ，O p t i c a l M i c r o s c o p y ( O M ) ，X —R a y D i f f r a c t i o n ( X R D ) ，F(xiàn) o u r i e

7、r T r a n s f o r m I n f r a r e dS p e c t r o m e t e r ( F T - I R ) ，a n dS Oo n ．I t i S f o u n d t h a tt h ee x i s t e n c eo fC 1 ‘i S t h em a i nc a u s eo fc o r r o s i o nf o rc o p p e ra n db r a s s ．F

8、 o rt h ec o p p e ri ns w e a t ，u n i f o r mc o r r o s i o no c c u r s ；b u tf O rb r a s s i n s w e a t ，p i t t i n g a n d s e l e c t i v e c o r r o s i o n o c c u r ．T h e k i n e t i c e q u a t i o n o fp

9、i t t i n gd e v e l o p m e n t o f b r a s si si o = 0 ．3 7 3 5 ( t + 18 5 ．9 3 ) 叫“，t h i sp r o c e s si sc o n t r o l l e db y t h ed i s s o l u t i o no f s a l td e p o s i t ．A n e wa n t i - t a r n i s h i n

10、gm e t h o di s d e v e l o p e dt o p r o t e c tb r a s s c o i n ．n l ea n t i —t a m i s h i n gs o l u t i o n i sc o m p o s e do fP M T A 0 ．5 9 ／L ．T h eo p t i m i z et e m p e r a t u r ea n dt r e a t i n gd u

11、 r a t i o n a r e5 5 ℃a n d10 m i n ．r e s p e c t i v e l y ．A c c e l e r a t e dt a r n i s h i n g t e s t a n de l e c t r o c h e m i c a lt e s t s r e s u l t ss h o wt h a t t h eb r a s st r e a t e d w i t hP

12、 M T A r e p r e s e n t sb e t t e ra n t i ．t a r n i s h i n g p r o p e r t yt h a nt h a tt r e a t e d w i t h t r a d i t i o n a l a n t i ．t a r i n s h i n g r e a g e n t K L ．1 ．A c c o r d i n g t o t h e r

13、e s u l t s o fD F Tc a l c u l a t i o n ，i tC a nb ei n f e r r e d t h a tP M T A ( t h i o n ef o r m l c a n a d s o r bo nb r a s ss u r f a c et h t o u g hN 3 a n dS 6a t o m o f m o l e c u l e ，a n dP M T A ( t

14、 h i o l f o r m ) c a na d s o r b o nb r a s ss u r f a c e t h t o u g h N 3a t o m ．T h e 3 - a l k y l - 4 ·a m i n o - 5 一m e r c a p t o - 1 ，2 ，4 ·t r i a z o l e ( A A M T ) s y n t h e s i z e d i sa

15、s s e m b l e do n t oc o p p e r s u r f a c e ，a n dt h e e f f e c t s o fu l t r a s o n i ci r r a d i a t i o n ，m o d i f i c a t i o n w i t h a l k a n t h i o la n dl e n g t h o f a l k a n e t o t h e a n t i

16、 —t a r n i s h i n g p r o p e r t y a r e s t u d i e d ．T h e 3 - u n d e c y l- 4 一a m i n o ·5 一m e r c a p t o - l ，2 ，4 - t r i a z o l e ( U A M T ) s e l f a s s e m b l e dm o n o l a y e r s ．f o r m i n

17、g m e c h a n i s mi Sm a i n l yr e s e a r c h e d ．T h e p r o c e s so f U A M T S A M s f o r m a t i o nc a n b e d i v i d e di n t o2 s t e p s ：t h ei n i t i a l l yr a p i da d s o r p t i o na n d t h ef o l

18、l o w i n g r e a r r a n g e m e n t ．A c c o r d i n gt ot h e r e s u l t so f X —R a yP h o t o e l e c t r o n S p e c t r o s c o p y ( X P S ) a n dD F T c a l c u l a t i o n ，i tc a n b ei n f e r r e dt h a tt

19、h ee l e c t r o no fP o r b i t a lo f S a n d 7 c ( C = N ) o r b i t a l o f U A M T c a n b e d o n a t e d t ob a n d w i t hd o r b i t a lo f c o p p e r ．n e h e t e r o c y c l i cr i n gi n m o l e c u l e l i