D01:10.133741.ism100103x.2009.08.009 第31卷第8期 北京科技大学学报 Vol.31 No.8 2009年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Ag2009 基于8羟基喹啉荧光敏感化合物的铝合金腐蚀监测 技术 吴松林于美李松梅薛峰刘建华 北京航空航天大学材料科学与工程学院.北京100191 摘要利用8羟基喹啉(8阳Q)与铝离子鳌合后形成的鳌合物一8-羟基喹啉铝(AQ3)能发出强荧光的特性，开发了一种 有效地铝合金涂层下腐蚀的监测技术.研究了铝离子浓度及H对&羟基喹啉铝(AQ)的吸光度及荧光特性的影响.发现 了8HQ与A+鳌合生成的AQ3荧光强度随A+浓度的变化规律.成功地将8羟基疃啉加载在LY12铝合金表面，并以透 明环氧树脂涂层覆盖。所制备的试样经盐雾腐蚀后表面出现明显的荧光斑点，荧光斑点处用光学显微镜观测可见腐蚀现象， 而在可见光下观测并未有明显变化.研究表明：随着腐蚀时间延长，腐蚀程度加深，试样表面荧光现象增强. 关键词8羟基喹啉：荧光敏感；铝合金：腐蚀 分类号TG172.5 Fluorescent technology for corrosion prediction of aluminum alloys based on 8-hydroxy-quinoline WU Song-lin.YU Me.LI Song-mei.XUE Feng.LIU Jian-hua School of Materials Science and Engireering.Beihang University.Beiing 100191.China ABSTRACT A fluorescent technology for corrosion prediction of aluminum alloys based on a coating containing a complex(AlQ3)of aluminum ions with 8-hy droxy-quinoline (8HQ)w as studied.The effects of aluminum ions and pH on the fluorescence characteristic of 8HQ were inv estigated.It w as found that the intensity of AlQ3 w as increased with the concentration of aluminum ions.The 8HQ was embedded into the surface of the aluminum alloy and then further coated by a transparent epoxy coating to make samples.The samples made by this technology were ex posed to a salt spray box.After salt spray tests.fluoresoent spots were observed dearly under UV light w hereas no obvious change was seen under visible light.The corrosion pitting on aluminum alloy substrates was observed at the fluorescent spots by an optical microscope.It was pved that the fluorescent spot size and intensity were increased with the aggra- vation and enlargement of corrosion area w ith oorrosion time. KEY WORDS 8-hy droxy-quinoline;fluorescence sensing:aluminum alloys oorrosion 在海洋环境下，铝合金容易受到海水和海洋大 人们一直关注的问题，特别是腐蚀的早期预测， 气的直接腐蚀，腐蚀损伤已成为船舶和飞行器结构 光敏化合物（喹啉类、芳胺类、酸性染料类等）在 件主要的损伤形式之一.由于这类腐蚀常发生在相 不同的氧化、还原状态下或在不同的pH下，与特定 对不易检测的部位，只有在服役器件暂停工作或大 的金属离子结合后，其光性能会发生转变，可用来检 修期间才能进行检测及修理.因此，如果在铝合金测特定的离子或物质.利用这一特性可将光敏化合 腐蚀的萌生阶段就能监测到其腐蚀发生的部位并及 物作为腐蚀传感材料与涂料结合后应用于铝合金的 时采取有效措施，将大大减小器件的安全隐患，避免 腐蚀监测，通过检测腐蚀过程中产生的铝离子或pH 经济损失，提高设备的服役寿命，这种腐蚀监测是 的改变来监测铝合金基体的腐蚀.Johnson等习分 收稿日期：200810-22 基金项目：国防基础科研基金资助项目(No50571003) 作者简介：吴松林(1984一)，男，顾士研究生：刘建华(1957一)，男，教授，博士生导师，E-mail liujh@huaa:cd.m基于 8-羟基喹啉荧光敏感化合物的铝合金腐蚀监测 技术 吴松林 于 美 李松梅 薛 峰 刘建华 北京航空航天大学材料科学与工程学院, 北京 100191 摘 要 利用 8-羟基喹啉( 8HQ) 与铝离子鳌合后形成的鳌合物———8-羟基喹啉铝( AlQ3 ) 能发出强荧光的特性, 开发了一种 有效地铝合金涂层下腐蚀的监测技术.研究了铝离子浓度及 pH 对 8-羟基喹啉铝( AlQ3) 的吸光度及荧光特性的影响.发现 了 8HQ 与 Al 3 +鳌合生成的 AlQ3 荧光强度随 Al 3 +浓度的变化规律.成功地将 8-羟基喹啉加载在 LY12 铝合金表面, 并以透 明环氧树脂涂层覆盖.所制备的试样经盐雾腐蚀后表面出现明显的荧光斑点, 荧光斑点处用光学显微镜观测可见腐蚀现象, 而在可见光下观测并未有明显变化.研究表明:随着腐蚀时间延长, 腐蚀程度加深, 试样表面荧光现象增强. 关键词 8-羟基喹啉;荧光敏感;铝合金;腐蚀 分类号 TG172.5 Fluorescent technology for corrosion prediction of aluminum alloys based on 8-hydroxy-quinoline WU Song-lin, YU Mei , LI Song-mei, X UE Feng , LIU Jian-hua S chool of Materials S cience and Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China ABSTRACT A fluorescent technology for corrosio n predictio n of aluminum alloy s based on a coating containing a complex ( AlQ3 ) of aluminum ions with 8-hy drox y-quinoline ( 8HQ) w as studied .The effects of aluminum ions and pH on the fluorescence characteristic of 8HQ were inv estigated.It w as found that the intensity of AlQ3 w asincreased with the concentration of aluminum ions.The 8HQ w as embedded into the surface of the aluminum alloy and then further coated by a transparent epo xy coating to make samples.The samples made by this techno logy were ex posed to a salt spray box .After salt spray tests, fluo rescent spo ts were observed clearly under UV light w hereas no obvious change was seen under visible light .The co rrosion pitting on aluminum alloy substrates w as observed at the fluorescent spots by an optical microscope.It was pro ved that the fluo rescent spo t size and intensity were increased with the ag gra￾vation and enlargement of corrosio n area w ith co rrosion time. KEY WORDS 8-hy drox y-quinoline;fluorescence sensing;aluminum alloys;co rrosion 收稿日期:2008-10-22 基金项目:国防基础科研基金资助项目( No .50571003) 作者简介:吴松林( 1984—) , 男, 硕士研究生;刘建华( 1957—) , 男, 教授, 博士生导师, E-mail:liujh@buaa .edu.cn 在海洋环境下, 铝合金容易受到海水和海洋大 气的直接腐蚀, 腐蚀损伤已成为船舶和飞行器结构 件主要的损伤形式之一.由于这类腐蚀常发生在相 对不易检测的部位, 只有在服役器件暂停工作或大 修期间才能进行检测及修理.因此, 如果在铝合金 腐蚀的萌生阶段就能监测到其腐蚀发生的部位并及 时采取有效措施, 将大大减小器件的安全隐患, 避免 经济损失, 提高设备的服役寿命 .这种腐蚀监测是 人们一直关注的问题, 特别是腐蚀的早期预测[ 1-2] . 光敏化合物( 喹啉类、芳胺类 、酸性染料类等) 在 不同的氧化、还原状态下或在不同的 pH 下, 与特定 的金属离子结合后, 其光性能会发生转变, 可用来检 测特定的离子或物质.利用这一特性可将光敏化合 物作为腐蚀传感材料与涂料结合后应用于铝合金的 腐蚀监测, 通过检测腐蚀过程中产生的铝离子或 pH 的改变来监测铝合金基体的腐蚀.Johnso n 等[ 3] 分 第 31 卷 第 8 期 2009 年 8 月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol .31 No.8 Aug.2009 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2009.08.009