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金属的腐蚀
按原理分:
1.化学腐蚀(缓慢的、均匀的、没有腐蚀电流产生)——化学浸蚀溶解
2.电化学腐蚀(有腐蚀电流产生,快速的、不均匀的)是最广泛的腐蚀形式
按破坏形式分:点蚀、晶间腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、丝状腐蚀、磨损腐蚀等。
按腐蚀介质分:大气腐蚀、土壤腐蚀、海水腐蚀、生物腐蚀、融盐腐蚀等
二、电化学腐蚀原理
1.阴极,阳极、腐蚀介质(电解液)
构成原电池,阳极发生腐蚀溶解,产生腐蚀电流。铜锌电池原理图
2.金属的标准电极电位
金属活动性顺序表(钾钙钠镁铝锌铁锡铅(氢)铜汞银铂金)活性越强,电位越负,自然界没有金属态存在(如钠、钾、铝);电位越正,自然界有金属态存在(如铜、银、金)。
稳态能级——原子序数小的碱金属、碱土金属很容易失去电子达到稳态能级,形成金属离子。大原子序数金属表面电子多,能级较高,较小的能量不容易引起电子跃迁,稳态发生变化,因此,性质很稳定。
3.电位差
两种材料由于标准电极电位的不同,导致两者之间形成电位差。如果有腐蚀介质存在,就会发生电化学腐蚀。如钢材,是由铁和碳组成,如果将钢材直接暴露在潮湿的空气中,钢材就会很快的腐蚀生锈。电位差越大的合金材料,越容易腐蚀,如硬铝12(铝铜合金)和铝镁合金相比,铝镁合金耐蚀性明显好于铝铜合金。另如铝压铸件、锌铝压铸件。
三、金属的防护
1.电镀/化学镀
几种保护方式①牺牲阳极——阳极性镀层(钢铁表面各种镀锌、铜表面镀镍等)
②惰性隔离层——阴极性镀层(铝合金化学镀镍,铜合金镀银、金)镀层必须致密无空隙,否则,腐蚀将会加剧。
③镀层组合——铜+镍(双层或三层)+铬,铜+镍+金,利用层间电位差将纵向大电流腐蚀转化为横向小电流分散的均匀腐蚀,
2.转化膜
钝化层——表面形成一层致密的惰性膜层,阻止了底层的进一步腐蚀。钢铁的发蓝,磷化、铝的化学氧化和阳极氧化,不锈钢的钝化,铜的氧化
3.涂层
各种有机涂料——通过固化成膜,在金属表面形成一层致密的有机保护膜。按成膜物质来分:酚醛树脂涂料、醇酸涂料、丙烯酸涂料、聚酯涂料、环氧树脂涂料、聚氨酯涂料等。按分散形式来分:有机溶剂涂料(单组分、双组分)、水性涂料、无溶剂涂料(粉末涂料)。
4.表面改姓
化学热处理(渗碳、渗氮、碳氮共渗),物理气相沉积(真空蒸发镀、真空溅射镀、离子注入),激光改姓、电子束改性。
四、镀覆层的设计选择
1.环境条件分类
良好条件:不暴露在大气中,相对湿度不大于70%,密封条件下,不受腐蚀介质作用。
一般条件:非露天,一般大气条件,相对湿度不大于95%。