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表面刻蚀粉末冶金黄铜的微观结构和防结蜡性能研究

刘琳; 黎力; 刘成臣; 朱立群; 张智睿 表面技术 2017年第09期

摘要:目的原油运输中管道结蜡问题严重影响正常的生产运输,通过表面刻蚀的方法,获得具有超亲水性的粉末冶金黄铜表面,从而达到良好的防结蜡性能。方法结合不同刻蚀时间下的表面微观结构、粗糙特性和润湿特性,对防结蜡性能进行系统研究。采用FeCl3溶液,刻蚀粉末冶金黄铜试样不同时间,通过x射线衍射仪和扫描电子显微镜对刻蚀表面的成分和形貌进行分析,利用接触角测量仪测量样品表面润湿性,最后对刻蚀后的黄铜进行防结蜡测试。结果表面刻蚀过程实为“脱锌”,在试样表面形成了微纳米级颗粒粗糙结构。随着刻蚀时间的延长,最大轮廓高度比相应增大。与未刻蚀试样相比,刻蚀后的试样表面水接触角大幅降低,防结蜡性能显著提升。当刻蚀时间为120min时,水接触角远小于30°,粉末冶金黄铜表面达到超亲水状态,防结蜡测试后,约80%表面为干净的原始表面,几乎没有石蜡吸附。结论刻蚀表面的亲水成分和棱锥状铜单质颗粒组成的微细粗糙结构,使得其在水相中形成稳定的“水膜”,这层水膜可以有效阻止油相中石蜡的析出与沉积。达到良好的防结蜡效果。

关键词:粉末冶金黄铜表面刻蚀微观结构超亲水性

单位:中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院; 北京100083; 北京航空航天大学材料科学与工程学院; 北京100083

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