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合作開發激光清洗機
 
發布時間:2018.06.23 新聞來源:無錫津天陽激光電子有限公司 瀏覽次數:
 

公司與珠西激光公司合作開發激光清洗機,取得了初步實驗成果!

一、鐵鏽的成分是什麼?

  ä¸€å¡Šéµåœ¨æ½®æ¿•çš„地方放置一段時間,在它上麵會形成一層鐵鏽,就像有人在它上麵刷了一層微紅色的漆。

   鐵鏽是鐵的氧化物,當鐵和溶解在水裏的氧化合時就形成了鏽。鐵和水中的氧開始化合,形成氧化鐵,即鐵鏽,水滴將變成微紅色,鐵鏽則懸浮在水中,當水滴蒸發的時候,鐵鏽留在表麵上,形成了微紅色的鏽層。

  鐵鏽一旦形成,即使在幹燥的空氣中也會擴展。這是因為粗糙的鐵鏽容易使空氣中的水蒸汽冷凝下來,它吸收水蒸汽並儲存它,這就是為什麼預防鐵生鏽要比防止生鏽處擴張容易得多的原因。

  由於鋼和鐵製的物品經常需要長時間儲存,所以防止生鏽成了一個重要的問題。刷上油漆或粘上塑料薄膜以防止其生鏽。可是,如果必須保持停役的戰艦內部不生鏽又該怎麼辦呢?可用除濕器解決了這個問題,把船艙內的濕空氣排去,並用幹空氣代替它,這樣阻止鐵生鏽。

普通鋼鐵製品在潮濕的空氣中,漸漸變色,並在表麵生成一種紅褐色鐵鏽,實質是鐵和空氣中所氧氣、水蒸氣等起作用,生成鐵的多種氧化物的水合物,通常簡略用Fe2O3·xH2O表示,鐵鏽是一種鬆脆多孔的物質,它不能保護裏層的鐵不被鏽蝕,因此時間久了,鋼鐵製品就可能鏽蝕成一堆無用的廢品。

尤其嚴重的是,鋼鐵在含有酸氣、氯氣的水蒸氣中,或接觸電解質溶液時,鏽蝕得特別快。據統計,每所世界上都有幾千萬噸鋼鐵變成了鐵鏽,而鋼鐵製品遭破壞而引起的停工減產、產品質量下降、環境汙染、危害人體健康,甚至造成嚴重事故的損失是無法估量的。因此,鋼鐵的防鏽具有重要的經濟意義和社會意義。

  其實,主要的鋼鐵的腐蝕是電化學腐蝕

  鋼鐵在潮濕空氣裏,其表麵因吸附作用而覆蓋一層極薄的水膜、水微弱電離產生少量H+和OH-,同時由於空氣中CO2的溶解,水裏H+增多》

  這樣表麵就形成了一層電解質溶液薄膜,它跟鋼鐵裏的鐵和雜質或碳就形成了無數微小原電池。其中鐵為負極,碳為正極,發生原電池反應:(-)Fe-2e=Fe2+;(+)2H++2e=2H+;2H+=H2↑

  隨著H+濃度的降低,水的電離平衡向右移,OH-濃度逐漸增大,則OH-與Fe2+結

合生成Fe(OH)2。

  Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ Fe(OH)2被空氣中氧所氧化生成氫氧化鐵4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3↓這樣鋼鐵表麵即產生了鐵鏽。上述這種腐蝕過程中有氫氣放出,叫做析氫腐蝕。

  析氫腐蝕是在較強的酸性介質中發生的,如果鋼鐵表麵形成的電解質薄膜,呈很弱的酸性或中性時,負極仍是鐵被氧化成Fe2+,而在正極的主要反應則是水膜裏溶解的氧氣得電子被還原:(-)Fe-2e=Fe2+ (+)2H2O+O2+4e=4OH-這種由於空氣裏氧氣的溶解促使鋼鐵的腐蝕,叫做吸氧腐蝕。實際鋼鐵等金屬的腐蝕主要是這種吸氧腐蝕。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

銅鏽俗稱銅綠,其主要成分為堿式碳酸銅 化學式為Cu2(OH)2CO3。

它是銅與空氣中的氧氣、二氧化碳和水等物質反應產生的物質,顏色翠綠。

2Cu+H2O+O2+CO2=Cu2(OH)2CO3

中文名

銅鏽

外文名

verdigris

化學式

Cu2(OH)2CO3

銅鏽俗稱銅綠,其主要成分為堿式碳酸銅 化學式為Cu2(OH)2CO3。

它是銅與空氣中的氧氣、二氧化碳和水等物質反應產生的物質,顏色翠綠。

2Cu+H2O+O2+CO2=Cu2(OH)2CO3

化學性質

編輯

化學性質化學式為Cu2(OH)2CO3,又名孔雀石,是一種名貴的礦物寶石。它是銅與空氣中的氧氣、二氧化碳和水等物質反應產生的物質,又稱銅鏽(銅綠)。在空氣中加熱會分解為氧化銅、水和二氧化碳。銅綠(銅鏽)也是堿式碳酸銅。銅在空氣中與O2,CO2,H2O反應生鏽產生銅綠Cu2(OH)2CO3。加熱可生成CuO,CO2,H2O。化學方程式:Cu2(OH)2CO3══2CuO+CO2↑+H2O

在稀的硫酸銅溶液中加入碳酸鈉,或將二氧化碳通入氫氧化銅懸浮液中,都可得到堿式碳酸銅沉澱。堿式碳酸銅可看做由氫氧化銅與碳酸銅組成的,實際有氫氧化銅合一個碳酸銅與氫氧化銅合二個碳酸銅兩種。前者化學式為CuCO3·Cu(OH)2,是一種草綠色的單斜係結晶纖維狀的團狀物,或深綠色的粉狀物。由溶液中所得沉澱物初顯綠色,放置後在溶液中變成暗綠色。它有毒,原因是它會與胃中的鹽酸反應生成銅離子而造成重金屬中毒。中毒後應飲用:1、喝鮮牛乳或蛋清溶液2、硫酸鈉溶液3、碳酸氫鈉溶液。堿式碳酸銅是銅表麵上所生成的綠鏽(俗稱銅綠)的主要成分。它也以礦物的形式存在於自然界中,俗稱孔雀石。它不溶於水,溶於酸,熱水中或加熱到220℃時分解為氧化銅、水和二氧化碳( 堿式碳酸銅→加熱 氧化銅+水+二氧化碳 )。溶於酸並生成相應的銅鹽。也溶於氰化物、銨鹽和堿金屬碳酸鹽水溶液而形成銅的絡合物。後者化學式為2CuCO3·Cu(OH)2,深天藍色,很亮的單斜係晶體,或緊密的結晶團狀物。它不溶於水,溶於氨水和熱而濃的碳酸氫鈉溶液而成藍色,在300℃時分解。堿式碳酸銅可用來製造信號彈、煙火、油漆顏料、殺蟲劑和解毒劑,也用於電鍍等方麵。

物理性質

編輯

物理性質Cu2(OH)2CO3·:一種草綠色的單斜係結晶纖維狀的團狀物,或深綠色的粉狀物。由溶液中所得沉澱物初顯綠色,放置後在溶液中變成暗綠色,它不溶於水,溶於酸。也溶於氰化物、銨鹽和堿金屬碳酸鹽水溶液而形成銅的絡合物。;Cu(OH)2CO3:深天藍色很亮的單斜係晶體,或緊密的結晶團狀物。它不溶於水,溶於氨水和熱而濃的碳酸氫鈉溶液而成藍色。

化學品名稱:堿式碳酸銅 (Cu2(OH)2CO3· 和2Cu(OH)2CO3.)

化學品描述:

編輯

CuCO3.Cu(OH)2分子量221.12。美觀的綠色粉末狀晶體。相對密度3.8525,折光率1.655、1.875、1.909,加熱至220℃時分解。不溶於水和乙醇,可溶於氨水生成二價銅的氨配合物。溶於酸形成相應的銅鹽,溶於氰化物、氨水、銨鹽和堿金屬碳酸鹽的水溶液中,形成銅的配合物。在水中煮沸或在強堿溶液中加熱時則可生成褐色的氧化銅。可與硫化氫反應生成硫化銅。在自然界中以孔雀石的形式存在。

在空氣中長時間放置,則吸濕並放出二氧化碳,慢慢的變為綠色的孔雀石。在自然界則以藍銅礦的形式存在。

製法:由硫酸銅與碳酸氫鈉研細混合後加入沸水沉澱而得。

溶解性:不溶於冷水和醇,溶於酸,氰化物,氨水和銨鹽。

製法與用途

編輯

製法:在稀的硫酸銅溶液中加入碳酸鈉,或將二氧化碳通入氫氧化銅懸浮液中,都可得到堿式碳酸銅沉澱。

用途:用於製油漆顏料、煙火、殺蟲劑、其他銅鹽和固體熒光粉激活劑等,也用於種子處理及作殺菌劑等。也用作顏料。

銅

銅是金屬建築材料中最不活潑的金屬,因此,銅耐大氣腐蝕性最好。在空氣中其表麵最初形成了深褐色或炭灰色的一氧化銅保護層,幾年之內保護層變成綠色銅鏽,銅鏽是Cu(OH)2、CuCO3、CuSO4和CuCl2的混合物,其各種成分的比例與周圍空氣中成分有關。銅鏽牢固地附著在銅的基體上,抗風化性能良好。銅鏽在海洋空氣中大約4~6年形成,在工業區空氣中5年左右形成,而在農村空氣中大約20~30年才能形成,起到保護作用的銅鏽具有自複性。銅合金與純銅一樣耐腐蝕,總的說來,黃銅耐蝕性稍差,錫青銅耐蝕性較好一些。

 

 

簋gui (古代器皿青銅器

 

青銅器---斝  jiǎ,古代酒器。

 

 

 

鋁

相對來說鋁比較活潑,因此在空氣中易被氧化。但是產生的氧化鋁和氫氧化鋁的保護層,組織密致,附著性好。所以鋁在空氣中氧化,反而好處很多,最初生成的反應物保護表麵不再繼續腐蝕。當表麵受到破壞時,厚度小於0.1毫米的保護層能很快地得到恢複(即具有自複性)。陽極氧化,能提高鋁的防腐性能,如果提高鋁的純度或添)加Mg、Si、Mn的合金成份,也能改善鋁的腐蝕性能。在工業區和海洋空氣中,經常處於潮濕環境中,又受到強烈的化學腐蝕時,鋁的表麵腐蝕加劇,形成了體積增大的反應物,而且表麵粗糙,容易聚附灰塵。如果這種較厚的腐蝕反應物反複幹透,並牢固地附著在鋁的表麵上,它也能阻止鋁的繼續腐蝕。

鉛

鉛在空氣中穩定,甚至受到工業汙染物作用時,其穩定性亦良好。因為鉛與SO2接觸發生氧化,形成微溶的硫酸鉛保護層。與大量CO2接觸,形成碳酸鉛的保護膜。故鉛在空氣中穩定性很好。

鋼鐵

金屬材料最重要的大氣腐蝕是鋼鐵生鏽。研究這一問題,不僅有重要的經濟意義,而且也促進了鋼鐵防腐措施的很大發展。

空氣中相對濕度>65%時,鋼鐵開始發生明顯的腐蝕。在幹燥環境中且空氣清潔,或水溫在攝氏零度以下,對鋼鐵都沒有腐蝕危害。由於鋼鐵中不同的組織結構,形成了局部電位差(例如:鏽-鐵;碳的微粒-鐵等),在電解溶液中產生幾百微伏的電動勢,使帶電粒子(電子和離子)運動,即形成了電荷和電離物質的運動,因此產生電流,由溶解的鐵和水與氧反應,形成水合氧化鐵。這種反應物沉積在鋼鐵表麵上成為鏽斑,如果繼續氧化則產生了鐵鏽層。這種鐵鏽層是單個腐蝕性原電池反應物的總和。例如二氧化硫和氯化物,即使濃度很低,也能加速鋼鐵腐蝕並使之複雜化。這一過程檢測SO2的樣品可以得到證實,即在適當的催化劑作用下,SO2經氧化後形硫酸。因為鋼鐵表麵腐蝕特別是發生在保護層的腐蝕,形成可溶的鐵化合物,表麵出現鏽斑,如果采取合理的預防措施或選用合適的建築材料,就可以減少腐蝕。

銅

銅是金屬建築材料中最不活潑的金屬,因此,銅耐大氣腐蝕性最好。在空氣中其表麵最初形成了深褐色或炭灰色的一氧化銅保護層,幾年之內保護層變成綠色銅鏽,銅鏽是Cu(OH)2、CuCO3、CuSO4和CuCl2的混合物,其各種成分的比例與周圍空氣中成分有關。銅鏽牢固地附著在銅的基體上,抗風化性能良好。銅鏽在海洋空氣中大約4~6年形成,在工業區空氣中5年左右形成,而在農村空氣中大約20~30年才能形成,起到保護作用的銅鏽具有自複性。銅合金與純銅一樣耐腐蝕,總的說來,黃銅耐蝕性稍差,錫青銅耐蝕性較好一些。

 

鋅

鋅在大氣中的腐蝕,與SO2、空氣相對濕度和含鹽量以及地區有關,在密閉的地方鋅特別穩定。氧化鋅,氫氧化鋅和羥基碳酸鋅形成穩定的保護層,並具有自複性。在建築物內、由於潮濕作用,鋅受到冷凝水影響時,腐蝕加劇,在鍍鋅水管上、地下管道和鍍鋅鋼板上形成的冷凝水,如果不能及時蒸發掉,則產生了白色的腐蝕物。鋅長期被冷凝水覆蓋住,即使氣中沒有二氧化碳或不與二氧化碳接觸,也會很快被腐蝕,甚至鋅管發生穿孔。如果鍍鋅鋼板鋅層是密致的,則和純鋅板一樣具有相同的耐化學腐蝕性能。鈦鋅合金的鋅板已經使用了好多年,其成分中含有鈦0.12%,鋼0.14-0.16%、鋁0.01 %。機械性能良好,強度穩定,延展性好。此外,由於形成含有二氧化鈦的保護層,耐大氣腐蝕性能很好。因為這種保護層有比較活潑的特性,即使保護層被破壞,鋼材仍然得到保護,根據長期觀察,如果隻受到輕微的破壞,保護層的作用仍十分良好。 [2] 

 

 

鐵鏽的特征:氧化物與水等混合物,化學與物理混合連接,不均勻不規則。

 

二、去除方法:

1.傳統的有酸洗等化學方法,汙染嚴重。鋼酸洗殘液成分:氯化亞鐵,硫酸亞鐵,液溶性很好,不易沉澱,難處理。

          2. 高壓水方法,缺點:水汙染嚴重,有清除不徹底。(配圖)

          3. 氣動的方法,清除不徹底。(配圖)

          4.超聲方法,缺點:清除不徹底。(配圖)

         5. 激光方法,缺點:效率低。優點:無水液汙染,粉塵可回收。

        

三、激光方法,我們的實驗結果分析:

1.僅僅功率高,是不行的,500W IPG的激光器除鏽效果並不好,現象是,工件都燒透了,鏽還沒掉,初步認為:鏽的光吸收等有特性。

2.工件的溫升,有利於除鏽,現象是,鄰近的2次掃描時,除鏽效果好。初步認為:含有“熱漲冷縮”的分離因素,即基體與鏽的熱漲係數不同,溫升時出現斷層。

 

四、激光、超聲、氣動與溫度波動的複合去除法。

鏽的構成複雜,用單一的方法,是以偏帶全,不易有效除鏽。

利用激光的能量矢量場、超聲振動矢量場,氣動矢量場與溫度波動場,構成跟有效的複合清除矢量場, 形成鐵鏽結構的“共振”響應, 實現最高效的清除。

 

五、綠色後處理

複合方法獲得的灰塵,作無害化固體處理,如加入一定基材與輔料,固化毒性,製磚,如人行道方磚等 。

實現徹底的零汙染處理方法。

 
   
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