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海洋材料(31):說說接觸腐蝕

2016年03月21日 9:51 12110次瀏覽 來源:   分類: 新材料前沿

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  不同金屬的接觸腐蝕,又稱電偶腐蝕,它是指兩種或兩種以上的電位不同的金屬接觸時發(fā)生的腐蝕。接觸時電位低的金屬為陽極,腐蝕得快;電位較高的即抗蝕性較高的金屬為陰極,受到保護,腐蝕得慢,甚至不腐蝕。
  發(fā)生接觸腐蝕必須具備3個條件,即有電解液、有電位更正的金屬非金屬(碳纖維復(fù)合材料及石墨制品)存在、有電連接。接觸腐蝕主要發(fā)生于兩種不同金屬的邊線附近。
  影響接觸腐蝕的因素有:電位、極化、電解液種類及性質(zhì)、腐蝕產(chǎn)物及接蝕觸電阻。接觸腐蝕速度ig可用下式表示,ig為腐蝕電流密度,ig越大,腐蝕的越快:
  ig=△E-ne-naR+Rs
  式中——電位差(Ec-Ea)。Ec為陰極電位,Ea為陽極電位;
  na——陽極過電位;
  nc——陰極過電位;
  R——接觸電阻;
  Rs——溶液電阻。
  相對其他金屬來說,除了鎂合金、鋅鍍層與鎘鍍層(對部分鋁合金而言)外,鋁及鋁合金都是陽極性材料,即它與其他金屬連接時會加速腐蝕。
  不同金屬的影響
  鋁合金在3.5%NaCl溶液中的自腐蝕速度如下表所列,海水是一種含有一定量NaCl的水:
  材料的腐蝕電位只用來判斷方向,而對接觸程度,只是一個粗略的指標(biāo)。鋁合金的含Cu量對其一般接觸腐蝕的影響是不同的。通常,含Cu量高的鋁合金的電位較高,抗蝕性較差,但抗接觸腐蝕的能力卻有所提高。含Zn、Mg量較多的7XXX系合金的電位較低,抗蝕性好一些,但抗接觸腐蝕性能卻差一些。
  介質(zhì)的影響
  在不同介質(zhì)中,鋁合金加速腐蝕程度不同,這與溶液中是否有Cl-有關(guān),其順序為:3.5%NaCl>自來水>蒸餾水
  涂層和氧化膜的作用
  不管是陽極氧化膜還是化學(xué)氧化膜,既能降低鋁合金的一般腐蝕速度,又能大大增加接觸電阻,降低電偶效應(yīng),尤其是陽極氧化膜,可使鋁合金的電偶電流下降約1個數(shù)量級。鋁合金在35℃±1℃的3.5%NaCl溶液中,陽極氧化膜對電偶電流密度ig的影響,見表1、2。
  在與鋁合金工件接觸的陽極性金屬工件上涂(鍍)以電位與鋁的電位相近的涂層,如Cd、Cd-Ti合金、Al、無機鋁鹽涂層,可以降低鋁工件的接觸腐蝕。
  陰陽極面積比
  一般說來,陰陽極面積比每增加10倍,電偶電流密度也相應(yīng)地增大10倍左右。在實際中應(yīng)考慮這種效應(yīng),如可用不銹鋼緊固件緊固鋁合金工件,反之則不允許。
  接觸腐蝕的控制
  控制接觸腐蝕的措施有:
  相互連接的工件盡量選擇同種金屬或電位差小的金屬(含鍍層)制造;
  對異種金屬間進行電絕緣;
  隔斷電解液;
  增大電極的極化;
  增大溶液電阻及接觸電阻;
  減少陰極面積或增大陽極面積;
  加犧牲陽極,鎂及鎂合金是上乘的這種陽極材料。

責(zé)任編輯:淮金

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