苯並三氮唑(BTA)的添加對鋁青銅與AISI4140 鋼在3.5%氯化鈉水溶液中磨耗腐蝕之影響

Abstract

苯並三氮唑(1,2,3-benzotriazole, BTA)在腐蝕環境中因可與銅生成Cu-BTA膜，而對黃銅具有抑制腐蝕的效果，在工業上常為銅合金構件之最佳腐蝕抑制劑。本研究目的為探討添加BTA對鋁青銅與AISI 4140鋼在滑動接觸下的耐磨耗腐蝕性質之影響。實驗時將圓環狀AISI 4140鋼與塊狀鋁青銅在3.5% NaCl溶液中互相對磨，在固定轉速200rpm下，施加不同的負荷分別為10g、20g、50g與100g，在3.5%NaCl溶液中，再另外加入不同濃度的BTA來觀察對於鋁青銅與鋼材磨耗腐蝕的改善情形。實驗中記錄摩擦力隨時間的變化再計算成摩擦係數(µ)，實驗後量測重量損失，並以掃描式電子顯微鏡觀察鋁青銅與4140鋼之表面破壞形態。實驗結果顯示在3.5%NaCl溶液中，鋁青銅有較優越的耐磨耗腐蝕性，具有較低的磨耗損失，表面只有顯示輕微的機械性磨耗，而4140鋼材則顯現嚴重的磨耗腐蝕破壞。而在添加BTA後，對於鋁青銅與AISI 4140鋼材均有磨耗腐蝕的保護性，高濃度BTA更可顯著地降低摩擦係數與重量損失。之後再分成兩部份，一部份做靜態電化學動態極化曲線實驗得到相同結果證明BTA對鋁青銅及AISI 4140鋼均具有優越的腐蝕保護性，另一部將AISI 4140鋼分別與氧化鋁陶瓷塊對磨，來測量其動態電化學極化，由動態極化所顯示出的數據及曲線也可得知BTA具有良好的腐蝕磨耗抑制能力，而能減少摩擦係數和重量損失。