科创中国
一种杂环丙烯酸类镁合金环保缓蚀剂及其应用
发布时间: 2026-07-12
基本信息
合作方式：
创业融资
成果类型：
发明专利
行业领域：
高端装备制造产业,新材料产业
成果介绍
本成果属于金属腐蚀防护技术领域，开发了一种杂环丙烯酸类镁合金环保缓蚀剂及其应用技术。缓蚀剂活性成分为 2‑呋喃丙烯酸、3‑(2‑噻吩) 丙烯酸、3‑(1H‑吡咯‑3‑基) 丙烯酸中的至少一种，专门适用于铸态、挤压态 ZE21B 稀土镁合金防腐。该类缓蚀剂分子可借助杂环上 O、S、N 杂原子与镁合金表面发生配位吸附，形成致密有机防护薄膜，有效阻挡氯离子侵入基体，降低腐蚀速率。失重测试结果表明：浓度 0.1 mol/L 的 2‑呋喃丙烯酸缓蚀效率可达 92.11%，0.1 mol/L 3‑(2‑噻吩) 丙烯酸缓蚀效率为 87.88%，二者可显著抑制镁合金局部点蚀；3‑(1H‑吡咯‑3‑基) 丙烯酸在 0.05 mol/L 条件下能够消除点蚀，将破坏性较强的局部腐蚀转变为均匀腐蚀。本缓蚀剂不含铬酸盐、磷酸盐等有毒有害组分，绿色低毒，可应用于航空轻量化镁合金构件、生物医用镁植入材料的液相腐蚀防护。目前已完成实验室样品制备与腐蚀性能评价，技术成熟度为功能级。
成果亮点
本成果研发新型杂环丙烯酸环保缓蚀剂体系，针对 ZE21B 稀土镁合金易产生局部点蚀、传统防腐药剂污染性强等行业痛点，开发绿色高效的液相腐蚀防护技术。现有杂环缓蚀剂普遍仅降低腐蚀速率，难以遏制破坏性点蚀；本发明将呋喃、噻吩、吡咯杂环与丙烯酸结构相结合，依托 O、S、N 杂原子在镁合金表面配位吸附，形成致密有机防护膜，阻隔氯离子侵蚀，实现腐蚀行为可控调节。
失重试验表明，2‑呋喃丙烯酸、3‑(2‑噻吩) 丙烯酸缓蚀效率最高分别可达 92.11%、87.88%。三种活性组分均可抑制危险点蚀，将易造成构件穿孔失效的局部腐蚀转化为均匀腐蚀，有效提升镁合金服役寿命。
缓蚀剂不含铬酸盐、磷酸盐等有毒组分，绿色低毒，适配航空轻量化构件、生物医用镁植入材料等高端应用场景。同时，成果首次构建杂环丙烯酸缓蚀体系，突破现有氮杂环、有机膦类缓蚀剂研发局限，为有机缓蚀剂分子设计提供新思路。
该技术可同时适用于铸态、挤压态 ZE21B 稀土镁合金，原料易得，只需添加至腐蚀介质即可起效，无需高温与复杂预处理，工艺简便，工业化转化门槛低，市场应用潜力突出。
团队介绍
梅迪，郑州大学材料科学与工程学院青年骨干教师，隶属于河南省先进镁合金重点实验室先进轻合金研究团队，长期从事稀土镁合金腐蚀机理、绿色有机缓蚀剂、镁合金表面防护、生物医用可降解镁材料研究，入选 2025 年度全球前 2% 顶尖科学家榜单。
团队聚焦 ZE 系列稀土镁合金液相腐蚀调控、环保缓蚀分子设计、医用镁合金降解行为调控等关键难题。围绕航空轻量化镁构件、可降解镁植入材料的防腐需求，开展杂环类有机缓蚀剂合成、腐蚀电化学机理、腐蚀模式调控等基础与应用研究。团队重点探索不含铬、磷的低毒有机缓蚀体系，着力解决传统防腐药剂污染严重、难以抑制镁合金破坏性点蚀等行业痛点。
先后主持国家自然科学基金青年、面上项目，承担多项军工及产学研课题。团队依托完善的电化学工作站、盐雾试验系统、微观表征平台，形成从分子设计、实验室合成、腐蚀性能评价到机理分析的完整研究链条。持续面向航空装备、生物医疗器械领域开展技术攻关，积极推动绿色镁合金防腐新技术成果转化，为稀土镁合金在轻量化装备、医用植入器械领域规模化应用提供腐蚀防护解决方案。
成果资料
下载app