原因及腐蚀产物分析(原因)(2页).doc

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1、-结果分析：影响金属材料大气腐蚀的主要因素有材质及气象、污染等环境因素，下面就42双耳套筒本体腐蚀情况作一分析，分析结果仅供参考。合金本身的耐蚀性：对于铝合金本身而言，若将其置于大气环境下，其表面迅速生成致密的氧化膜-Al2O3，其自然形成的氧化膜厚度约为20-30nm，若有水或大量水蒸气的存在，-Al2O3将转化为-AlOOH，-AlOOH最终转变为Al(OH)3。Al(OH)3属两性氧化物，在酸碱环境中都会溶解，所以大部分的降雨、雾、表面蒸发及浓缩的液层和铝表面小孔内的电解质都会使铝合金处于腐蚀状态。除了合金本身的腐蚀性能之外，材料服役的环境（湿度、温度、腐蚀性介质浓度）将诱使合金发生加速

2、腐蚀。铝合金主要以大气环境应用为主。大气的主要成分几乎是不变的，主要参与大气腐蚀过程的是氧、水蒸气和二氧化碳。当空气的相对湿度小于60%时，属于干大气腐蚀，腐蚀机理为化学腐蚀，腐蚀较慢、较轻；当金属表面存在明显水膜或吸附了水层时，将进入潮大气腐蚀和湿大气腐蚀，属于电化学腐蚀，腐蚀速率逐渐加快，直至水膜厚度大于1mm，相当与全浸腐蚀，腐蚀速率不再增大，保持在一定范围内。在相对湿度较大的大气环境中，若含有二氧化硫、氯化物或尘埃的作用下，合金的电化学腐蚀速率将加剧。换句话说，大气污染组分是加速大气腐蚀的主要因素。综上所述，合金的腐蚀环境为伴有大气污染组分如硫化物、沉积物（沉积盐、尘粒等）等的潮湿大气

3、环境。腐蚀产物：主要为铝的氧化物、卤化物及含氧酸盐等。腐蚀类型：主要为点蚀（点蚀又称为小孔腐蚀、孔蚀或坑蚀。它是由于金属表面在拉应力或化学物质作用下，因保护层遭到破坏并出现局部穿透，使金属基体直接暴露在腐蚀环境中形成局部腐蚀小孔并向纵深发展的一种腐蚀破坏形式）。腐蚀机理：硫化物、氯化物等多种腐蚀性介质协同作用下的电化学腐蚀。1. SO2、NO2等酸性氧化物引起的铝合金腐蚀。SO2对铝的大气腐蚀历程大致分为三个阶段:SO2吸附在铝表面并在液膜下溶解和水化，生成HSO3-。然后，在H2O2、O3或者Fe、Mn等过渡金属杂质的作用下，HSO3-被氧化成SO42-。最后，SO42-和从金属铝或者Al(

4、OH)3溶解下来的Al3+生成非晶态的硫酸铝化合物。暴露在海洋和工业大气中的铝的腐蚀产物中，硫酸铝化合物是最为丰富的。反应历程可用方程式(1)(4)表示:SO2(g)SO2(aq)+H2OHSO3- (1)HSO3-+H2O2HSO4-+H2O (2)HSO4-H+SO42- (3).x(Al3+)+y(SO42-)+z(OH-)Alx(SO4)y(OH)z (4)SO2和NO2的大量排放，会造成局部地区出现酸雨，大大加速了许多材料(包括铝)的大气腐蚀破坏。2. 氯离子的存在是引起铝合金腐蚀的重要原因。阳极反应:-33+；阴极反应:2()+ 22+44-()(在中性或碱性溶液中)； H+2H2

5、（酸性或弱酸性溶液中）（一般情况下不存在）。 第二阶段：氧化铝薄膜生成 铝合金腐蚀过程中其阳极反应除了发生简单的电子转移外,还会发生二次反应,从而导致惰性氧化铝薄膜的生成，氧化铝薄膜可以提高金属的钝化性能.，反应式为:3+3-()3；()3+2或2()323+32。第三阶段：钝性金属表面膜的减薄和局部开裂。腐蚀机理为:()3+-()2+-；()2+-()2+-；()2+-3+-。氧化膜受到破坏的地方呈活化状态为阳极,未受破坏的保持钝态为阴极,组成活化-钝化电池，起初,破坏点与其余膜覆盖的部分形成大阴极小阳极腐蚀电池,很快产生点蚀。初生的点蚀孔小而浅.小蚀孔一旦形成,其中的金属就溶解在含-溶液中

6、,阴极反应为吸氧反应,孔内氧含量下降,而孔外富氧,形成孔内外“供氧差异电池”.氧化还原反应使孔内金属产生溶解,为保持孔内电中性,-和SO42-或SO32-向孔内迁移,降低.+和-或SO42-或SO32-的作用(、H2SO4和H2SO3)使金属处于活化状态,从而构成了活化(孔内)-钝化(孔外)腐蚀电池,又使-和SO42-或SO32-迁移增加,进一步下降，水解产生的氢离子和孔内的氯离子（或SO42-或SO32-）又促使蚀孔侧壁的铝继续溶解，外表面产物为Al(OH)3，进一步分解为铝的氧化物，偶尔含有一些氯、硫以及矿物盐元素，这与表面EDS分析相一致（具体见附件）。 可见，HSO3-和Cl-都可促进

7、铝合金的腐蚀，同时存在时，会产生协同效应。EDS（点扫描和面扫描）（具体见附件）结果表明：腐蚀越严重，腐蚀产物中硫的含量越多，腐蚀浅的地方硫的含量少，未腐蚀表面也存在硫。从这些数据，我认为-与SO42-或SO32-共同作用促使腐蚀加速，在某种意义上，腐蚀的主要环境因素是污染物,其次为气象因素。污染物主要为2或含硫气体，离子对铝腐蚀的影响相对于2或含硫气体来说，作用稍弱些，这对我国酸雨污染相对严重,2的作用也相对突出相一致。因此在一些资料上（见附件），对铝及铝合金在我国的大气腐蚀及其影响因素进行了分析，得出了一下结论：环境因素对铝及铝合金短期大气腐蚀的影响顺序为:2海盐粒子最低温度平均湿度湿度80%以上时数湿度70%以上时数水溶性降尘量最高温度湿度60%以上时数;对长期大气腐蚀的影响顺序为:2水溶性降尘量平均湿度湿度80%以上时数最低温度湿度70%以上时数海盐粒子湿度60%以上时数平均温度。-第 2 页-