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鋁合金腐蝕的基本類型

文章出處:本站  責任編輯:Editor  人氣:338  發表時間:2019-1-21 10:53:09  【

 鋁合金腐蝕的基本類型

鋁合金的腐蝕從形式上可分為兩大類:均勻腐蝕和局部腐蝕。鋁在苛性堿或高溫不含鹵素離子的無機酸溶液中,由于氧化膜的迅速溶解,發生均勻腐蝕,在整個過程中可認為溶解速度是均勻的。溶液溫度撼篙〕N溶質濃度提高,都會加速鋁的腐蝕。局部腐蝕又分為點蝕、晶間腐蝕、剝蝕和應力腐蝕開裂等。本節主要討論鋁的點蝕和晶間腐蝕。
一、點蝕
鋁表面某些部位被腐蝕成一些小孔,這些孔可以是盲孔也可以是穿孔,這種現象稱為點蝕,又稱孔蝕。能被肉眼所見、點蝕直徑大于點蝕深度時,也可稱之為坑蝕,更大的點蝕就是蝕斑。
點蝕是發生在鋁合金表面的一種普遍現象。弱酸環境,特別是有鹵素離子存在的情況下更易發生點蝕。
對于材料保護點蝕是天敵,會造成大量材料報廢。發生在結構件中的大量深度點蝕,會嚴重破壞材料強度而造成嚴重后果。所以從材料保護的角度出發,必需最大程度地減少鋁合金點蝕行為的發生。而本書則將點蝕作為紋理蝕刻的重要途徑,主要研究受控點蝕。點蝕分布越均勻紋理效果越好,點蝕越深紋理粗糙度越大,這也是紋理蝕刻所要達到的效果。從這個意義上講,對鋁合金表面紋理蝕刻的研究其實就是對點蝕的研究,說得更確切些是對鋁合金表面受控點蝕的研究。在鋁合金表面一旦完成所需紋理蝕刻效果后,接下來要做的還是怎樣做到對鋁合金表面的保護處理,從而抑制或消除點蝕和其他腐蝕行為耀生。
點蝕對本書所討論的鋁合金表面紋理蝕刻的成因很重要,特別是對粗糙度較大的紋理蝕刻更為重要。可以說要研究鋁合金的化學紋理蝕刻,就必需首先研究鋁合金點蝕的形成機理,至少也應對點蝕的形成有深人了解。這也是研究鋁合金化學紋理蝕刻的理論基礎。
鋁合金點蝕的形成機理比較復雜,普遍認為主要是由電化學因素和表面結構不均勻因素所致。下面對這兩方面進行深人討論。
I.點蝕機理及影響點蝕的主要因素
點蝕形成的機理及影響點蝕的因素比較復雜,不同型號的合金材料,在不同電解質溶液中的表現也不盡相同,在此主要討論對紋理蝕刻有較大影響的相關機理和因素。
(1)點蝕機理點蝕主要由電解質溶液引起的電化學因素和由鋁合金材料本身特征引起的表面結構不均勻因素所致。

①電化學因素。當鋁合金浸人電解質溶液中時,鋁合金表面由于特定活化陰離子(如C1一等)的存在,促進了陽極反應的發生;而氧化劑的存在和具有低極化性能的有效陰極面積則促進陰極反應。此時,只要腐蝕電位達到或超過某一臨界值(即點蝕電位),就可能擊穿表面膜而導致點蝕的產生。點蝕電位低于過鈍化電位,則位于金屬的鈍化區

若點蝕是由活化陰離子(特別是Cl)吸附在表面膜中的某些缺陷處所引起,一旦達到點蝕電位,其表面氧化膜最薄弱部分的電場強度將增高,抓化物陰離子從而得以穿透薄膜,形成氧化物一氧化物。隨后氧化膜發生局部溶解立即形成點蝕源。由此可見,點蝕電位反映了表面鈍化膜被擊穿的難易程度。
②表面結構的不均勻因素。金屬材料表面結構的不均勻性使表面膜某些部位較為薄弱,成為容易形成點蝕的中心。這些表面不均勻性包括晶界、夾雜物,位錯等表面缺陷。在金屬表面露頭的位錯也是產生點蝕的敏感部位。如金屬冷加工可增加位錯密度,使點蝕的敏感性增加。金屬膜層的這些敏感部位將首先溶解,露出無鈍化膜層的新鮮金屬。溶液中腐蝕性離子迅速吸附在裸露金
屬表面,從而形成點蝕源。
(2)影響點蝕的主要因素對于紋理蝕刻而言,當鋁合金材料一定的情況下,影響點蝕的主要因素有以下幾個方面。
①溶液成分的影響。實踐表明,在含C1一的電解質溶液中最易引起點蝕。其點蝕電位與電解質溶液中C1一濃度、pH值及溫度等都有很大關系。當電解質溶液中Cl一濃度增加時,點蝕電位向負方向移動;而當pH值降低及溫度升高時,點蝕電位亦向負方向移動。也就是說以上因素都可增加點蝕發生的敏感性。

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