一種用於抑垢的三元非晶態合金及製備方法

2023-06-03 09:41:56 2

專利名稱：一種用於抑垢的三元非晶態合金及製備方法
技術領域：
本發明涉及一種抑垢非晶態合金及製備方法，尤其是一種適用於抑制熱交換器表 面汙垢粘附的三元非晶態合金及製備方法。
背景技術：
熱交換器表面的汙垢嚴重地影響了設備的正常運行，造成了巨大的經濟損失。這 一問題對於電力、石油煉製、乳品加工、水泥等高能耗行業尤為突出。在防垢方面，工業上 目前廣泛應用了「阻垢劑」技術。但是，一方面，其作用機理尚未完全清楚，從而限制了新 型阻垢劑的開發與應用。另一方面，添加「阻垢劑」汙染了環境，亦不能從根本上解決汙垢 附著於換熱表面的問題。相對於清潔以及流動工況來講，亟待解決的是進一步改善金屬表 面的固有性質和特性，以達到不生垢的效果。有機塗層換熱表面能夠提高熱交換器表面的 抗垢性能，然而，採用有機塗層降低了熱交換器的傳熱特性。因此，開發低成本的特種鍍層 換熱表面，從而解決熱交換器的汙垢粘附問題，具有很好的現實意義。文獻「Surface and Coatings Technology" (2009,203(12) =1559-1564)公開了鎳-磷二元鍍層在用於熱交換 器方面具有良好的抗垢性能。它是以硫酸鎳為主鹽，次亞磷酸鈉為還原劑製備的二元金屬 基鍍層，雖然可使熱交換器表面產生較好抗垢效果，也提高了熱交換器的傳熱性能，但其熱 穩定性較低，影響了鍍層的使用壽命。

發明內容
技術問題本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種方法簡單，熱穩定性 高，效果良好的用於抑垢的三元非晶態合金及製備方法。技術方案本發明用於抑垢的三元非晶態合金，包括硫酸鎳(NiSO4 ·6Η20)主 鹽，次亞磷酸鈉(NaH2PO2 · H2O)還原劑，其特徵在於在所述的硫酸鎳(NiSO4 · 6Η20)主 鹽和次亞磷酸鈉(NaH2PO2 · H2O)還原劑中加入硫酸銅(CuSO4 · 5Η20)主鹽，以及檸檬酸鈉 (C6H5Na3O7 · 2Η20)絡合劑、乙酸銨(NH4AC)緩衝劑。所述的硫酸鎳(NiSO4 · 6Η20)主鹽約為30g/L，硫酸銅(CuSO4 · 5H20)主鹽為 0. 2-1. 8g/L，次亞磷酸鈉(NaH2PO2 -H2O)還原劑約為26g/L，檸檬酸鈉(C6H5Na3O7. 2H20)絡合 劑為38-46g/L，乙酸銨(NH4AC)緩衝劑約為45g/L稱取原料。本發明用於抑垢的三元非晶態合金製備方法a、首先將約為 30g/L 的硫酸鎳(NiSO4 ·6Η20)、0. 2-1. 8g/L 的硫酸銅(CuSO4 ·5Η20) 主鹽溶解後，充分攪拌；b、在充分攪拌下的主鹽中加入溶解的38_46g/L的檸檬酸鈉(C6H5Na3O7 · 2H20)絡 合劑混合均勻，得到溶液A ；C、然後在溶液A中加入溶解後的約為26g/L的次亞磷酸鈉(NaH2PO2 -H2O)還原劑， 充分攪拌均勻，得到溶液B;d、在溶液B中加入溶解後的約45g/L的乙酸銨(NH4AC)緩衝劑，充分攪拌均勻，得到溶液C ；e、用氫氧化鈉調整溶液C的PH值為8. 5 9.0 ；在80 90°C的溫度下即可在工
件表面上形成三元非晶態合金。有益效果本發明以磷作為促進非晶形成相，同時添加金屬銅，能進一步促進鍍 層的非晶形成能力，同時，提高鍍層的熱穩定性，在汙垢聚集嚴重的工況下，採用該三元 鎳-銅-磷非晶態合金鍍層製備的換熱表面，可增強設備的抗垢性能，提高設備的使用壽 命，同時，降低設備成本。經結構形態分析表明，三元鎳-銅-磷鍍層的非晶形成能力明顯優 於二元鎳_磷鍍層，熱穩定性也得到大大提高；同時，三元鎳-銅-磷鍍層表面汙垢的粘附 量是二元鎳-磷鍍層表面汙垢粘附量的0. 75-0. 90倍。明顯提高了熱交換器的抗垢性能。 其方法簡單，操作方便，使用效果好，在本技術領域內具有廣泛的實用性。
具體實施例方式實施例一、1、按硫酸鎳(NiSO4 ·6Η20)主鹽約為 30g/L，硫酸銅(CuSO4 · 5H20)主鹽為 0. 5g/L， 次亞磷酸鈉(NaH2PO2 · H2O)還原劑約為26g/L，檸檬酸鈉(C6H5Na3O7. 2H20)絡合劑為40g/L， 乙酸銨(NH4AC)緩衝劑約為45g/L稱取原料；2、首先稱取約為 30g/L 的硫酸鎳(NiSO4 · 6Η20)、0· 5g/L 的硫酸銅(CuSO4 · 5H20) 主鹽，用去離子水在緩慢加熱的狀態下充分溶解，然後充分攪拌；3、充分攪拌上述得到的主鹽溶液，並在攪拌的同時加入用去離子水溶解的40/L 的檸檬酸鈉(C6H5Na3O7. 2H20)絡合劑，充分攪拌，混合均勻，得到溶液A ；4、充分攪拌上述得到的溶液A，並在攪拌的同時加入用去離子水溶解的約為26g/ L的次亞磷酸鈉(NaH2PO2 · H2O)還原劑，充分攪拌，混合均勻，得到溶液B ；5、充分攪拌上述得到的溶液B，並在攪拌的同時加入用去離子水溶解的約45g/L 的乙酸銨(NH4AC)緩衝劑，充分攪拌，混合均勻，得到溶液C;6、用氫氧化鈉調整溶液C的PH值為8.5 9.0，並在攪拌的同時加入去離 子水，使溶液量達到設定的體積即得到含有約為30g/L的硫酸鎳(NiSO4 · 6Η20)，0· 5g/ L的硫酸銅(CuSO4 · 5H20)，約為26g/L的次亞磷酸鈉(NaH2PO2 · H2O)，40g/L的檸檬酸鈉 (C6H5Na3O7. 2H20)，約為45g/L的乙酸銨(NH4AC)混合溶液；將活化後的工件放入上述混合溶 液中，在80 90°C的溫度下即可在工件表面上形成三元非晶態合金鍍層。實施例二、與實施例一基本相同，不同的是主鹽硫酸銅(CuSO4 · 5H20)為0. 2g/L，相同部分 略。實施例三、與實施例一基本相同，不同的是主鹽硫酸銅(CuSO4 · 5H20)為1. 8g/L，相同部分 略。上述實施例中所有的原料溶液均以升為計量單位。
權利要求
一種用於抑垢的三元非晶態合金，包括硫酸鎳(NiSO4·6H2O)主鹽，次亞磷酸鈉(NaH2PO2·H2O)還原劑，其特徵在於在所述的硫酸鎳(NiSO4·6H2O)主鹽和次亞磷酸鈉(NaH2PO2·H2O)還原劑中加入硫酸銅(CuSO4·5H2O)主鹽，以及檸檬酸鈉(C6H5Na3O7.2H2O)絡合劑、乙酸銨(NH4AC)緩衝劑。
2.根據權利要求1所述的用於抑垢的三元非晶態合金，其特徵在於所述的硫酸鎳 (NiSO4 · 6Η20)主鹽約為30g/L,硫酸銅(CuSO4 · 5H20)主鹽為0. 2-1. 8g/L，次亞磷酸鈉 (NaH2PO2 · H2O)還原劑約為26g/L，檸檬酸鈉(C6H5Na3O7. 2H20)絡合劑為38_46g/L，乙酸銨 (NH4AC)緩衝劑約為45g/L稱取原 料。
3.一種用於抑垢的三元非晶態合金製備方法，其特徵在於a、首先將約為30g/L的硫酸鎳(NiSO4· 6H20)、0. 2-1. 8g/L的硫酸銅(CuSO4 · 5H20)主 鹽在去離子水中溶解後，充分攪拌；b、在充分攪拌下的主鹽中加入用去離子水溶解的38-46g/L的檸檬酸鈉 (C6H5Na3O7. 2H20)絡合劑混合均勻，得到溶液A ；c、然後在溶液A中加入用去離子水溶解後的約為26g/L的次亞磷酸鈉(NaH2PO2· H2O) 還原劑，充分攪拌均勻，得到溶液B ；d、在溶液B中加入用去離子水溶解後的約45g/L的乙酸銨(NH4AC)緩衝劑，充分攪拌 均勻，得到溶液C;e、用氫氧化鈉調整溶液C的PH值為8.5 9. 0 ；在80 90°C的溫度下即可在活化後 的工件表面上形成三元非晶態合金。
全文摘要
一種用於抑垢的三元非晶態合金及製備方法，三元非晶態合金包括硫酸鎳主鹽，次亞磷酸鈉還原劑，在所述的硫酸鎳主鹽和次亞磷酸鈉還原劑中加入硫酸銅主鹽，以及檸檬酸鈉絡合劑、乙酸銨緩衝劑；其製備方法是將硫酸鎳、硫酸銅主鹽用去離子水溶解後，在充分攪拌下，加入用去離子水溶解的檸檬酸鈉絡合劑；然後在上述溶液中加入用去離子水溶解後的次亞磷酸鈉還原劑，充分攪拌均勻後加入用去離子水溶解後的乙酸銨緩衝劑，充分攪拌均勻即可；用氫氧化鈉調整上述溶液的pH值為8.5～9.0；在80～90℃的溫度下即可在活化後的工件表面上形成三元非晶態合金。該三元非晶態合金用於熱交換器表面，不僅可以增強設備的抗垢性能，還能提高設備的使用壽命，同時，降低設備成本。其方法簡單，操作方便，使用效果好。
文檔編號C22C45/04GK101906626SQ20101023709
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月23日 優先權日2010年7月23日
發明者朱真才, 程延海, 韓正銅 申請人:中國礦業大學