加速腐蚀试验下PCB-ENIG的腐蚀电化学行为

目的 针对化学镀镍金印制电路板(PCB-ENIG,Electroless Nickel Immersion Gold Printed Circuit Board)模拟舰载机服役的海洋大气环境,研究其腐蚀电化学行为.方法 基于实测的环境数据,编制适用于电子设备的加速腐蚀试验环境谱,在实验室条件下开展加速腐蚀试验研究.采用电化学工作站定期测试分析试样的电化学阻抗谱,以电荷转移电阻Rct的倒数(1/Rct)为腐蚀速率表征参数,分析其宏观电化学行为.采用扫描Kelvin探针技术(SKP)定期测试试样表面伏打电位分布特征,以电位均值μ和标准差σ等参数表征微区电化学特性.结果 第0～1周期,电荷转移电阻Rct由217.43 k?·cm2增至283.41 k?·cm2,腐蚀速率小幅度降低,主要发生微孔腐蚀.第1～4周期,随着腐蚀周期的延长,微孔表面附着的腐蚀产物出现龟裂、剥落等现象,对腐蚀介质的阻挡作用减弱,阻抗弧半径不断减小,腐蚀速率不断增大;第4周期,Rct达到最小,仅为44.62 k?·cm2,腐蚀速率达到最大,表面伏打电位均值μ降至?381.37 mV,σ增至55.52,呈现明显的阴阳极,腐蚀倾向较大.第5～7周期,腐蚀加重,表面腐蚀产物不断积聚,形成一层较厚的腐蚀产物层,腐蚀速率不断减小;第7周期,电荷转移电阻达到最大,为311.31 k?·cm2,表面电位均值升至?256.45 mV,电位标准差较大,电位分布较为分散,说明腐蚀产物的积聚会降低腐蚀速率.结论 不同腐蚀周期,PCB-ENIG试样表面微区Kelvin电位服从正态分布;随着加速腐蚀时间的增长,PCB-ENIG腐蚀速率呈减小-增大-减小的变化规律.     

某沿海火电厂贮煤仓构件腐蚀机制分析

目的研究某火电厂沿海煤仓构件的腐蚀情况,分析其腐蚀机制。方法采用扫描电子显微镜(SEM)对构件表面与内部区域的腐蚀形貌及腐蚀产物分布进行表征,借助能量色散X射线光谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等仪器,对腐蚀产物元素组成及物相进行表征分析,结合贮煤仓构件服役环境探讨腐蚀机制。结果沿海火电厂贮煤仓构件腐蚀情况较为严重且分布极广,腐蚀类型主要为点蚀。腐蚀产物厚度约为3.82 mm,表层和内部分别为黄色物质和灰黑色疏松物质,且聚集有球状和丝状或棉团状铁锈。腐蚀产物组成元素以O、Fe为主,其中表面黄色物质的主要物相为Fe2O3,表面丝状或棉团状物质主要为α-FeOOH,内部灰黑色物质的主要物相为Fe3O4,针片状物质为γ-FeOOH,球状物质的C、Si、Al、Ca、Mg等元素含量较高且主要物相为SiO2,为煤粉颗粒。结论沿海电厂贮煤仓构件腐蚀初期为Fe的吸氧腐蚀,并发生完全氧化脱水生成Fe2O3,其良好致密性使内部发生氧浓差腐蚀生成Fe3O4,底面产物主要为Fe3O4和Fe2O3的混合物,而煤粉颗粒和燃煤产生的CO2、SO2等酸性气体为腐蚀的快速发生提供了环境。发生的点蚀极易造成穿孔,需采取更有效的防护措施。     

凝露状态下SO2对A3钢腐蚀机理的影响

采用红外光谱、电化学交流阻抗和扫描电镜等方法研究了大气中对金属腐蚀性最强的污染物SO2在凝露状态下对A3钢的腐蚀作用规律.结果表明,A3钢在加SO2试验环境中腐蚀失重随试验时间延长呈正指数变化规律;试样表面呈龟裂状腐蚀形貌,红外光谱的分析结果显示出腐蚀产物为FeSO4@7H2O、Fe2(SO4)3@9H2O和γ-FeOOH,还含有δ-FeOOH及少量的Fe(OH)2和Fe3O4.A3钢在未加SO2试验环境中腐蚀失重随时间呈直线变化规律;腐蚀产物主要为Fe2O3和γ-FeOOH;试样表面未形成连续的腐蚀产物膜.     

H2S/CO2共存环境中施加应力与介质流动对碳钢腐蚀行为的影响

采用带有磁力驱动轴的高温高压腐蚀测试釜,通过失重法研究了施加应力与介质流动对20#钢和L245NS钢在H2S/CO2共存环境中腐蚀行为的影响.采用SEM和XRD表征手段分析了浸泡腐蚀后四点弯曲试样表面的微观形貌及腐蚀产物的组成.结果 表明:在H2S/CO2共存环境中的各实验条件下,20#钢的平均腐蚀速率均高于L245N...     

3Cr钢和13Cr钢在高矿化度CO2环境中的腐蚀行为

为了预测油井管钢在高矿化度、含CO2的储层环境中可能发生的腐蚀,为该储层推荐在开发周期内安全经济的材质,采用高温高压反应釜研究了3Cr钢和13Cr钢在模拟储层环境中的腐蚀行为,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线能谱(EDS)分析了3Cr钢和13Cr钢的腐蚀产物膜特征.从腐蚀速率、清理腐蚀产物后试样的表观特征、腐蚀产物的表面形貌、横截面腐蚀试样形貌和腐蚀产物化学成分方面探讨了3Cr钢和13Cr钢在CO2环境中的腐蚀特征随温度和含水率的变化规律及反应时间对其的影响.结果表明,3Cr钢在CO2分压为0.2 MPa,Cl-含量139 552mg/L的环境中会发生极严重腐蚀,且试样表面产物膜在微观上分布不均匀,存在局部不完整;13Cr钢发生轻度腐蚀,在所测试样中未观测到点蚀,即3Cr钢不适用于该高矿化度CO2环境而13Cr钢能够满足要求.     

化学清洗镀铜现象分析

在化学清洗过程中,特别是在酸性清洗过程中,一旦被清洗设备是由碳钢和铜部件组成,清洗完毕会发现设备表面附着薄薄一层红色的铜,这就是发生了化学镀铜现象。本文就为什么会发生这种现象,发生这种现象的原理、危害及怎样预防几个方面进行讨论。1发生镀铜现象的原因之所以会发生镀铜现象,是因为清洗液中含有了铜离子,然后铁基体把铜离子从清洗液中置换出来。铜离子以以下四种方式进入清洗液中:(1)在潮湿的空气中,铜材发生腐蚀反应:2Cu O2 H2O CO2=Cu2(OH)2CO32Cu 4HCl O2=2CuCl2 2H2O(2)两种材质间的电位差使铜腐蚀(标准电极电位为EFe/Fe2 =-0.44 V,EFe2 /Fe3 =0.77 V,ECu/Cu2 =0.337 V)。(3)流经的介质或清洗剂对铜材的腐蚀。(4)清洗剂所用工业盐酸中含有大量的Fe3 ,对铜材造成氧化腐蚀,这也是印刷制版工业经常用到的方法。Cu 2Fe3 =Cu2 2Fe2 由上述四种方式形成的腐蚀产物一旦与清洗剂接触,便会有大量的铜离子进入到清洗液中。当清洗液浓度和酸度以及铜离子浓度达到一定程度并且与铁基体接触时,单质铜沉积到铁基体表面,形成薄薄一层红色的...     

霉菌环境下喷锡处理印制电路板的腐蚀行为

采用扫描Kelvin探针测试技术研究喷锡处理(Hot air solder level,HASL)印制电路板(Printed circuit board,PCB)在霉菌环境下的腐蚀行为;采用通过体视学显微镜、扫描电镜和能谱分析对印制电路板的霉菌生长和腐蚀情况进行观察和分析。扫描电镜和能谱结果表明,在湿热环境下,绳状青霉在喷锡处理PCB表面具有优先生长特性,表现为簇状菌丝体交织覆盖。PCB表面腐蚀产物脱落,出现漏铜现象。扫描Kelvin探针结果分析表明,喷锡处理PCB表面霉菌菌落区域作为腐蚀电池的阴极受到保护,而菌落边缘区域作为阳极发生腐蚀;扫描Kelvin探针测试技术可以用来表征霉菌环境下的印制电路板腐蚀行为,表征微区电极反应类型和腐蚀进程。     

表面沉积有SO_2污染物的黄铜在大气中的腐蚀行为

采用电化学阻抗谱(EIS)、扫描Kelvin探针(SKP)等方法研究了沉积有SO_2污染物的黄铜电极在大气中的腐蚀行为,采用X射线衍射(XRD)分析了黄铜表面的腐蚀产物。结果表明:表面沉积有SO_2污染物的黄铜电极的腐蚀反应阻力明显小于表面无污染物的黄铜电极的,且表面沉积SO_2污染物的量越大,腐蚀反应阻力越小;随着腐蚀时间的延长,黄铜电极表面腐蚀产物增加,表面伏打电位升高,表面反应活性降低;表面沉积有SO_2的黄铜在大气环境中的腐蚀产物主要为ZnSO_4·7H_2O、CuSO_4·3H_2O及ZnO,另外还有少量的Zn(OH)_2、Cu(OH)_2和CuO。     

镍基球形碳化钨复合涂层在高温高压饱和H_2S溶液中腐蚀行为

针对油气田开发面临的高温、高压、高硫化环境材料的腐蚀问题,采用高温高压反应釜研究了镍基球形碳化钨复合涂层在饱和H2S溶液水热环境中的腐蚀行为。采用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等分析了涂层的微观腐蚀形貌及组成。结果表明,随着腐蚀时间的增加,48h内达到最大腐蚀平均速率0.288mg/(h·cm2),涂层表面形成厚度约5μm的腐蚀层,腐蚀产物主要为Ni(OH)2和Ni3S2。涂层表面发生点蚀并伴随有裂缝。     

X80管线钢在高矿化度油田采出液中的腐蚀行为

利用高温高压釜动态模拟实验,采用失重法研究了含水率和CO₂分压对X80管线钢在油水混合物中腐蚀速率的影响;利用扫描电镜 (SEM)、能谱 (EDS) 和X射线衍射技术 (XRD) 等技术手段表征腐蚀产物表面形貌、清理腐蚀产物后试样的表观特征和腐蚀产物成分。结果表明：随着含水率的增加,X80钢的腐蚀速率单调增加;X80钢的腐蚀速率随CO₂分压的增加而增加,分压为1.5 MPa时,产物膜最致密;X80钢在油水混合物中的腐蚀产物主要由FeCO₃构成;CO₂分压一定时,总压的改变对X80钢的腐蚀程度影响较小。     

模拟塔里木油田环境中低Cr钢的H_2S/CO_2腐蚀行为

通过高温高压腐蚀试验,运用SEM、XRD、EDS等分析技术.研究了普通P110与3Cr110钢在模拟塔里木油田现场环境中的CO2/H2S腐蚀特征.结果表明:在模拟CO2腐蚀环境中,这两种材料的腐蚀产物为FeCO3,3Cr110表现出良好的抗CO2均匀腐蚀及局部腐蚀能力,其平均腐蚀速率显著小于普通P110;模拟CO2/H2S腐蚀条件下,两种材料的均匀腐蚀速率远小于单独CO2腐蚀环境下的均匀腐蚀速率,表面腐蚀产物为FeS,H2S腐蚀占主导作用,Cr元素在低Cr钢腐蚀产物膜中的富集,其腐蚀产物Cr(OH)3改善了腐蚀产物膜的稳定性,显著提高了低Cr钢的抗均匀腐蚀及局部腐蚀能力.     

不同环境介质中X70钢的交流腐蚀行为及腐蚀产物膜层分析

通过交流腐蚀模拟实验考察了X70钢在4种环境介质中的交流腐蚀行为,获得了X70钢在4种介质中的腐蚀速率K_d。结果表明,腐蚀速率K_(d(NaCl))K_(d(Na_2SO_4))K_(d(CaCl_2))K_(d(MgCl_2))。采用SEM、EDS和XRD对腐蚀产物膜的表面/截面微观形貌、元素和物相成分进行了表征与分析,探讨了X70钢在相同交流电流密度下,不同介质中腐蚀速率差异的原因:在Na_2SO_4和NaCl介质中,腐蚀产物膜比较疏松,侵蚀性离子SO_4~(2-)和Cl~-的存在会加速X70钢的腐蚀,Na~+不会影响腐蚀产物膜的形成;在MgCl_2和CaCl_2介质中,Ca~(2+)和Mg~(2+)的存在有利于形成保护性好的致密腐蚀产物膜。     

NaCl污染的A3钢在含SO2的大气环境中的腐蚀

分别对温度为25℃、相对湿度为75%条件下未经NaCl污染和表面沉积有15.6μg/cm2 NaCl的A3钢在含有10-6SO2大气环境中的腐蚀行为进行了研究.结果表明,NaCl和SO2的共同作用导致腐蚀加剧,但随暴露时间的延长,后期腐蚀速度有明显减弱.采用扫描电镜(SEM/EDAX)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)对腐蚀表面和产物进行了分析.腐蚀表面呈现不均匀的凹凸形貌,腐蚀产物膜上有细微裂缝,这为后期腐蚀氧的扩散提供了通道.腐蚀产物中有FeSO4@7H2O和FeOOH的存在.     

钢结构桥梁的失效高强螺栓腐蚀产物特性研究

目的 研究在重庆湿润气候环境腐蚀条件下,朝天门大桥断裂高强螺栓的腐蚀特性及其影响因素.方法 根据朝天门大桥2013—2018年发现的81颗脱落断裂的高强螺栓在桥梁不同位置、时间发生脱落断裂的时空及类型分布统计分析结果,选取具有代表性的6个样品.同时,开展模拟重庆市湿润气候环境下高强螺栓的腐蚀试验,采用Q8直读光谱仪、扫描电镜、EDS、XRD等,对失效高强螺栓及模拟腐蚀环境下的高强螺栓表面腐蚀产物的化学组成、微观形貌进行分析,探讨高强螺栓失效与环境腐蚀之间的关系.结果 断裂失效螺栓断口表面、全新螺栓表面及芯部的化学成分分析结果表明,断裂失效螺栓和全新螺栓芯部的元素均为Fe、C、Mn、Si,元素分布均匀,而失效高强螺栓断口表面及模拟腐蚀环境下的高强螺栓表面腐蚀产物的元素种类较多,主要为铁和氧元素.失效高强螺栓及模拟腐蚀环境下的高强螺栓的表面腐蚀产物EDS能谱分析结果表明,腐蚀产物中有S、Cl、Al、Si、K等元素的存在,XRD物相分析结果显示,存在大量的Fe、Mn、Si等元素的氧化物及硫化铁.结论 高强螺栓的断裂失效与大气腐蚀(酸雨)、工业尘埃、道路扬尘等环境污染有关.     

AZ91D镁合金在含SO2大气环境中的初期腐蚀行为

采用室内加速的方法,利用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射等手段对AZ91D镁合金在含微量SO2工业污染环境中的初期腐蚀层形貌以及腐蚀产物进行了分析和研究.结果表明:SO2加速镁合金的腐蚀,随着SO2含量增加,镁的腐蚀速率加快.镁合金的初期腐蚀具有局部腐蚀的特征.腐蚀优先从α相基体开始,腐蚀初期在材料表面生成一层保护性的含有MgO和Mg(OH)2的薄膜.SO2降低了薄液层的pH值,增强溶解过程,促进可溶性MgSO3·6H2O和MgSO4·6H2O腐蚀产物的生成,使表面膜失去保护作用,加速镁合金的后期腐蚀.     

CO_2腐蚀环境中温度对5Cr钢腐蚀性能的影响

模拟塔里木油田现场环境,利用高温高压实验设备辅以失重法,研究了CO2腐蚀环境中温度对油、套管钢5Cr钢腐蚀速率的影响。采用扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等方法对试样表面腐蚀产物的形貌及成分进行了分析。结果表明:5Cr钢的平均腐蚀速率随温度的升高而增大,90℃时到达最大值,温度继续升高平均腐蚀速率降低。各种温度下,均没有局部腐蚀发生。所有温度条件下,腐蚀产物均为FeCO3,并且腐蚀产物膜中出现了Cr的富集现象。     

高温CO_2环境中耐热合金腐蚀行为研究

研究了高温CO_2环境中耐热合金的腐蚀行为及机理。实验选取12CrMoV,T24,T91,VM12和282等典型耐热合金进行500,600和700℃的高温CO_2腐蚀实验。应用激光拉曼光谱仪和扫描电子显微镜等设备对腐蚀产物进行微观表征。实验结果表明,耐热钢在高温CO_2环境中的腐蚀动力学遵循抛物线型腐蚀规律,而高温合金氧化增重基本不变。耐热合金的抗腐蚀能力依次为:282VM12T91T2412CrMoV,说明CO_2环境中耐热合金中Cr含量越高,抗腐蚀性能越强。耐热钢主要发生氧化和碳化反应,耐热钢表面的腐蚀产物从气/固界面依次是板条状的Fe_2O_3、Fe_3O_4、(Fe,Cr)_3O_4和渗碳区,提出了高温CO_2环境中耐热钢的腐蚀模型。     

表面沉积氯化钠的7A04铝合金在模拟环境中的腐蚀行为

在实验室模拟条件下((25±2) ℃,相对湿度(95±5)%),采用增重法、扫描电子显微镜、傅立叶红外光谱和X射线衍射等方法研究氯化钠和几种模拟环境气氛对7A04铝合金大气腐蚀行为的影响,并对其腐蚀机理进行讨论.结果表明:表面沉积氯化钠的7A04铝合金在几种模拟气氛环境中均明显地加速了材料的腐蚀;随腐蚀时间的延长,腐蚀产物不断增多;腐蚀产物微观形貌呈团块状且凹凸不平;腐蚀增重?m/A与暴露时间t之间符合指数衰减规律;气氛腐蚀性由强到弱的顺序为50×10-6 SO2＞1%CO2＞空气.     

20钢在模拟CO_2驱工况环境中的腐蚀行为

采用高温高压釜动态模拟CO_2驱工况环境,使用失重法研究温度和CO_2分压对20钢腐蚀速率的影响,利用离子色谱分析试验前后钙镁离子的含量,并用扫描电镜(SEM)和X-射线衍射仪(XRD)表征腐蚀形貌和产物成分。结果表明:20钢发生了严重CO_2腐蚀,其腐蚀速率随温度升高而增大、随CO_2分压的增大呈现先降低后增大的趋势;CO_2分压促进采出水中钙镁的沉积;腐蚀产物主要是FeCO_3。     

电弧喷涂锌涂层的酸雨腐蚀性能

热镀锌涂层因具有优越的耐腐蚀性、涂装性能等被广泛应用于工业生产众多领域,成为金属材料在户外工作环境下防腐蚀的有效措施之一。为研究热喷涂锌涂层在酸雨中的腐蚀行为,采用电弧喷涂技术在Q235碳素结构钢表面喷涂锌涂层,模拟酸雨腐蚀环境,在腐蚀液pH值改变的情况下,采用SEM,XRD,硬度测试及失重分析等手段,分析不同pH值溶液腐蚀后涂层的表面形貌和腐蚀产物,及试样的硬度变化和腐蚀速率情况。结果表明,锌涂层的表面腐蚀会随着模拟酸雨溶液pH值的降低而加重,其表面腐蚀产物逐渐增多,腐蚀产物的形貌由小块状逐渐变成羽针状和岛状,主要成分为Zn(OH)2,ZnSO4和Zn4SO4(OH)6·3H2O;涂层表面硬度最高为23.4 HV、最小腐蚀速率为0.21×10-4g/(m2·h),但当模拟酸雨溶液pH值由7降至2.8时,涂层表面硬度降低约12%,腐蚀速率约增大至最小值的26倍;模拟酸雨溶液pH值在5～2.8时,溶液对锌涂层的腐蚀比较严重。