建筑装饰用Cu-Ni合金的腐蚀行为研究

通过浸泡静态腐蚀和电化学试验方法,研究了不同浸泡时间下建筑装饰用Cu-Ni合金的腐蚀行为。结果表明,随着浸泡时间的延长,铜合金的腐蚀速率逐渐降低;铜合金的表面腐蚀膜层的颜色逐渐从紫红色、棕色、黄绿色转变为墨绿色;腐蚀初期的产物主要为Cu_2O,随着腐蚀时间延长过渡为Cu_2O和CuO;继续延长腐蚀时间,腐蚀产物膜层不断增厚,外层腐蚀产物膜中的Cu_2O与溶液中的Cl-发生反应生成Cu_2(OH)_3Cl;致密均匀的腐蚀产物膜层在一定程度上抑制了腐蚀反应的进行,使得腐蚀速率逐渐降低。     

铜镍合金表面膜对其电化学行为的影响

<正> 一、引言 铜及铜基合金在含氯离子介质中,表面可形成一层氧化膜,许多研究工作者对此进行了大量的研究。Kruger考察了蒸馏水中铜表面膜的生长动力学。Blundy指出Cu-Ni合金表面膜的主要组份为Cu_2O,合金元素Ni、Fe不影响Cu_2O膜的结构。膜中也发现有少量的Cu_2(OH)_3Cl,有时发生偏聚,形成岛状沉积。关于膜的厚度,文献中报导不一,一般为几千埃。 目前多数人认为,铜及铜合金在含氯离子介质中的耐蚀性是由于表面生成的这一层氧化膜,但对这层膜影响金属腐蚀的具体机制研究得较少,多数文献只讨论了极化组抗Rp的变化。本文作者用电化学方法,结合表面分析结果,对铜镍合金B-30(以下简称B-30)生成表面膜过程中及生成表面膜后的电化学反应机制进行了讨论;对电化学极化过程,和浸泡过程中所形成的表面膜的性能进行了比较,对其差异进行了初步探讨。     

层流冷却浊环水中Cl‒质量浓度对SPHC 钢板的腐蚀行为

目的 为了明确层流冷却浊环水中Cl?质量浓度对SPHC钢板腐蚀的影响,提高SPHC钢板在潮湿环境下存放发生腐蚀后的表面质量。方法 通过全浸腐蚀试验进行模拟。已有研究表明层流冷却浊环水中Cl?的质量浓度与钢板表面Cl?的残留量呈线性正比关系,因此设置不同Cl?质量浓度对SPHC钢板的腐蚀行为进行研究。通过数码相机、扫描电镜和激光共聚焦显微镜分析宏观腐蚀形貌和腐蚀坑形貌,采用失重法测量不同Cl?质量浓度下的均匀腐蚀速率,电化学测试分析不同Cl?质量浓度下覆盖腐蚀产物膜试样的电化学特征。结果 Cl?质量浓度为60、300、1 000 mg/L时,均匀腐蚀速率都呈现先增大后减小的趋势,这是点蚀的形成扩展和腐蚀产物的缓蚀作用所致。Cl?质量浓度升高,穿过基体表面的离子增多,缩短了点蚀形成和扩展的时间,均匀腐蚀速率增大。Cl?质量浓度的升高使得基体表面钝化膜被加速破坏,腐蚀电流密度增大,形成的锈层极易被溶解,阻抗值上下波动,这种情况下形成的锈层对基体不具有保护作用。结论 降低层流冷却浊环水中Cl?的质量浓度是提高潮湿环境下腐蚀后SPHC钢板表面质量的有效途径。     

B10铜镍合金流动海水冲刷腐蚀电化学行为

采用旋转圆桶冲刷腐蚀试验机,利用多种电化学测试手段,结合表面分析、失重测量研究了B10铜镍合金流动海水冲刷腐蚀、成膜过程和膜层的电化学信息,探讨了流速及腐蚀时间对成膜过程的影响.结果表明, B10合金在0、1、2、3、36、4m/s的试验流速海水中的腐蚀速度随着腐蚀时间的变化规律相似,在静止和流动海水中都会生成内、外双层保护性的腐蚀产物膜,随着流速增加,产物膜因受流体力学作用增大而被冲刷削薄;腐蚀反应阳极区随海水流速和时间变化较大,腐蚀受阳极反应和传质过程控制.      

Cu-Zn-Ni-Sn仿金合金在人工海水和人工汗液中的腐蚀行为EI北大核心CSCD

采用色差测试、电化学测试、静态腐蚀测试、扫描电镜分析、电化学阻抗测试和X射线光电子能谱分析等方法,研究仿金Cu-Zn-Ni-Sn合金在人工海水和人工汗液中的腐蚀行为。合金在人工海水腐蚀初期的腐蚀产物层主要为较为致密的Cu2O和具有良好耐腐蚀性能的Zn O、Zn5(CO3)2(OH)6和Zn5(OH)8Cl2·H2O等氧化产物,该氧化膜两侧界面的传质过程是腐蚀反应发生的决速步骤。在人工汗液中腐蚀初期的主要腐蚀产物主要为疏松的Cu O和不稳定的Sn O,使其腐蚀产物膜疏松、易剥落。在人工汗液的腐蚀过程中,早期形成的腐蚀产物层会开裂,而裂纹末端界面的固相扩散决定了腐蚀反应的速率。     

Mg-1Zn-1Mn合金微弧氧化膜在SBF模拟体液中的腐蚀行为

采用微弧氧化工艺在Mg-1Zn-1Mn合金表面制备微弧氧化陶瓷膜。借助扫描电镜、激光扫描共聚焦显微镜、能谱分析仪和X射线衍射分析仪对氧化膜的微观结构和相组成进行表征,通过电化学方法和浸泡实验研究陶瓷膜在模拟体液中的耐腐蚀性。结果表明:微弧氧化5 min可在Mg-1Zn-1Mn合金表面形成光滑平整、厚度为10μm并与基体结合良好的陶瓷膜,其主要由Mg O和Mg2Si O4组成,为典型的多孔结构;微弧氧化陶瓷膜可使Mg-1Zn-1Mn合金产生钝化,显著提高合金在SBF溶液中的耐腐蚀性,腐蚀速率降低至0.026 mm/a,耐腐蚀性提高近10倍。陶瓷膜裂纹和腐蚀介质与陶瓷膜反应造成的破损使得腐蚀液渗入到合金与陶瓷膜界面,导致SBF溶液与合金接触发生反应,造成点蚀和丝状腐蚀。     

含砂流动海水中Q235钢冲刷腐蚀行为研究

目的 研究Q235钢在不同流速和不同含砂量环境下的冲刷腐蚀行为。方法 采用旋转冲刷腐蚀试验装置,利用电化学测试手段、表面显微分析以及失重测量等方法分析流速以及含砂量对冲刷腐蚀行为的影响。结果 试样表面主要以腐蚀坑和划痕为主,随流速的增加,试样表面腐蚀坑数目增多,砂粒摩擦造成试样表面有明显划痕。含砂量较小时,试样表面腐蚀坑较大,且比较分散;随着含砂量增加,试样表面腐蚀坑增多,但是腐蚀坑直径减小。随流速的增加,试样表面腐蚀产物膜变得更加致密。随含砂量的增加,试样表面的腐蚀产物膜变厚,出现更加稳定的Fe2O3。海水流速和含砂量均较小时,Q235冲刷腐蚀电化学表征为单层结构腐蚀产物层。随流速和含砂量的增加,电化学表征转变为双层结构的腐蚀产物层,砂粒无法直接作用于基体表面。冲刷流速从1 m/s增加到5 m/s时,冲刷腐蚀速率由0.0113 mm/a增加到0.0309 mm/a,Q235钢最大腐蚀坑深度由34.47 μm增大到281.94 μm。含砂量从0.15%增加到1%时,冲刷腐蚀速率从0.0113 mm/a变为0.0107 mm/a,最大腐蚀坑深度由34.47 μm变化为16.41 μm。结论 Q235钢的腐蚀速率及腐蚀坑深对冲刷流速较为敏感,而对含砂量变化敏感性较小。     

注多元热流体环境下流速对N80钢腐蚀行为的影响研究

目的 研究不同流速条件下N80钢在注多元热流体环境中的腐蚀特征,探究流速变化对N80钢腐蚀行为的影响规律及机理。方法 利用自制高温高压多相流冲刷腐蚀环路装置模拟不同流速(0、0.5、1.0、2.0 m/s)的注多元热流体环境,采用失重法计算不同流速下N80钢的平均腐蚀速率,并同时进行原位电化学测试。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对不同流速条件下N80钢腐蚀后的腐蚀产物物相组成和表面微观形貌进行分析。结果 N80钢在注多元热流体环境中的平均腐蚀速率随着流速增加而增大。流速增加影响O2的扩散传质过程、近表面离子分布和壁面剪切力的大小,使腐蚀产物膜特征发生变化。0 m/s时,腐蚀产物主要由FeCO3和少量Fe2O3组成,为单层膜结构,腐蚀形态为均匀腐蚀。0.5~2.0 m/s范围内,腐蚀产物种类增加,主要由FeCO3、Fe2O3和少量FeO(OH)组成,呈双层膜结构,同时N80钢表面腐蚀产物膜出现鼓泡,且随流速增加鼓泡数量增加,去除腐蚀产物膜后发现鼓泡下方存在局部腐蚀。原位电化学测试结果表明:随着流速增加,塔菲尔极化曲线的阳极斜率增大,阴极斜率减小。电化学阻抗谱测试结果表明,N80钢表面外层腐蚀产物膜电阻Rf1、电荷转移电阻Rct和扩散电阻W随流速增加而减小。结论 流速增大加快了O2的扩散传质过程,使得腐蚀电化学控制步骤由阴极氧扩散过程转变为阳极溶解过程,且试样表面保护性FeCO3膜厚度减小,导致产物膜保护性降低。另外,Fe²⁺更容易被氧化形成Fe³⁺,局部FeCO3被氧化成为Fe2O3,破坏了内层膜的完整性,导致局部腐蚀发生。     

Hank‘s人工模拟体液中离子注氮对4种植入金属材料腐蚀行为的影响

采用电化学测试技术研究了离子注氮对SUS316L不锈钢，Co-Cr合金，工业纯钛和Ti-6Al-4V植入合金在Hank’s人工模拟体液中腐蚀行为的影响。腐蚀电位和极化曲线的测量结果表明，注氮使4种植入金属材料的腐蚀电位正移，钝化电位区间扩大，耐蚀性明显提高。注氮的工业纯钛和Ti-6Al-4V合金的耐蚀性最佳，其钝化区拓宽为4V以上。通过AES分析发现，离子注氮后钛及其合金表面形成的氮化钛膜层及弥散的氮化钛析出相的化学效应，使基体电化学性能得到提高。注氮的Co-Cr合金的耐蚀性略优于SUS316L不锈钢。Co-Cr合金表面形成的钴氮化合物相对基体起到保护作用，降低了腐蚀速率。SUS316L不锈钢表面形成铁和铬氮化合物膜，有效地阻止了Cr^3 的水解，且氮离子注入促进Fe3O4的产生，提高了耐腐蚀性能。     

Cu—25Ni—25Ag三元合金在600℃和700℃空气中的氧化

研究了Cu-25Ni-25Ag合金在600℃和700℃空气中的氧化,合金由富Ag的α相与Cu-Ni固溶体β相组成,氧化速率大致服从抛物线规律,除短时间的加速氧化外,随着氧化的进行氧化速率逐渐减小,尽管存在Ag和Ni,但合金成膜速率与纯Cu的相近,在不同温度下合金都形成了外层为CuO,内层为Cu2O,NiO和Ag颗粒组成的复杂氧化膜,同时,氧化膜最前沿的Cu-Ni固溶体颗粒仅表面部分氧化,未氧化的内核被连续NiO所包围。     

镁合金低能耗微弧氧化膜层组织结构及耐蚀性的试验研究

在镁合金表面试制了低能耗微弧氧化膜层,通过SEM、TEM及电化学腐蚀、盐水浸泡失重测试,对低能耗微弧氧化膜层的组织结构及耐蚀性能进行了研究。结果显示,低能耗电解液中制备的微弧氧化膜层与普通微弧氧化膜层表面形貌存在明显差异;前者的主要成分是非晶相而不是Mg O晶体相;电化学腐蚀及盐水浸泡失重试验结果同时显示,低能耗微弧氧化膜层的电化学腐蚀性能与常规微弧氧化膜层的差别不大,两种膜层都可以对镁合金基体起到良好的保护作用。     

Sn-0.75Cu钎料接头在NaCl溶液中的电化学腐蚀行为(英文)

采用动电位极化及浸出方法研究Sn-0.75Cu钎料及Sn-0.75Cu/Cu接头在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。极化曲线测试结果表明Sn-0.75Cu钎料的腐蚀速率比Sn-0.75Cu/Cu接头的低。在特殊电位时的形貌观察及相分析表明,在Sn-0.75Cu钎料表面活化溶解区形成腐蚀产物Sn3O(OH)2Cl2。从活化/钝化区开始,Sn-0.75Cu钎料的表面完全被腐蚀产物Sn3O(OH)2Cl2覆盖,并且在极化测试后出现蚀坑。与Sn-0.75Cu钎料合金相比,Sn-0.75Cu/Cu接头的钎料表面在活化区形成较多的Sn3O(OH)2Cl2,在极化测试结束时腐蚀坑的尺寸较大。浸出实验结果证实了Sn-0.75Cu/Cu接头较快的电化学腐蚀速率引起较多的Sn从中接头中释放出来。     

锆合金氧化膜在真空退火过程中的氧扩散行为（英文）

针对已预腐蚀生成一定厚度氧化膜的Zr-Sn-Nb合金,研究了其在不同温度下进行真空热处理过程中的氧扩散动力学及亚稳相演变行为。结果表明,真空退火后氧化膜变薄,氧在氧化锆基体中的扩散增强,并计算了特定合金中氧的扩散系数。退火后微观化学分析表明亚稳相层厚度增加。固溶氧锆基体(Zr(O))层也明显增厚。针对该现象,讨论了对应氧扩散及亚稳相形成过程:该扩散极为可能是由ZrO_2和Zr(O)之间存在的氧含量梯度以及锆基体的高氧溶解度造成,受抑制的氧化速率将促进亚稳相的生长。在实际水腐蚀情况下,氧化及氧化膜向基体溶解过程应该是共存的。当氧化速率受限时,氧化膜向基体溶解作用将增强,有利于形成较厚的亚稳层。     

Cu-17Ni-3Al-X合金在中性盐雾中的腐蚀行为

采用中性盐雾加速试验、扫描电镜、X射线衍射仪、光电子能谱仪等研究了Cu-17Ni-3Al-X合金在中性盐雾中的腐蚀行为。结果表明:在中性盐雾腐蚀过程中,该合金具有良好的耐盐雾腐蚀性能,合金的腐蚀速率随腐蚀时间的延长而迅速降低,腐蚀480 h后平均腐蚀速率仅为0.010 mm/a。这是因为腐蚀后合金表面生成一层致密的Cu2O膜,随着腐蚀的进行,Cu2O膜增厚,同时外层的Cu2O膜被进一步氧化生成疏松的Cu2(OH)3Cl颗粒。合金在中性盐雾中腐蚀后,主要是α(Cu)固溶体被腐蚀,合金中的第二相仍残留在晶界处。     

新型电弧喷涂用Zn-Cu-Ti线材及其金属涂层性能研究

目的开发一种能够在服役期内免维护或少维护的钢结构电弧喷涂合金线材。方法通过二元相图以及探究试验确定新型Zn-Cu-Ti合金线材的最优配方,通过盐雾试验及电化学实验研究涂层的防腐性能。采用SEM观察金属涂层腐蚀前后的表面形貌,采用XRD谱图表征不同腐蚀状态下涂层表面的化学成分。结果 3.5%Na Cl腐蚀溶液浸泡10 d后,涂层表面钝化,腐蚀溶液对涂层的影响趋于平稳。盐雾试验进行1080 h后,腐蚀速率开始下降,2160 h时腐蚀速率降到最低,为0.044 g/(m2·h)。新型Zn-Cu-Ti涂层的腐蚀电位较负,短时间内能发生氧化反应形成钝化膜并保护基体。被腐蚀涂层的X射线衍射谱图显示,2θ为36.4o、39.1o、54.1o处均出现了Zn的氧化物,主要氧化物包括Zn(OH)2和Zn(OH)8Cl2·H2O,各元素峰强度随腐蚀时间的变长而逐渐减弱。结论以新型Zn-Cu-Ti合金线材为原料的金属涂层的耐腐蚀性能优异。     

新型牙科用Ti合金人工体液中电化学腐蚀研究

利用电化学方法研究了新型牙科用Ti合金在Hank's人 工模拟体液的腐蚀情况.XPS分析表明该合金表面形成的氧化膜为Nb2O5、Mn2O3、TiO2，实验表明：由于在空气中形成了这种致密的具有保护性的氧化膜，在Hank's人工模拟体液中合金的自腐蚀电位正移到045～059 V，并出现钝化现象.虽然Cl-虽然可以加速氧化膜的溶解，但阳极化曲线表明在Hank's人工模拟体液中新型牙科用Ti合金的氧化膜依然可以保持完整；腐蚀速度表明在Hank's人工模拟体液中新型牙科用Ti合金耐腐蚀级别为优.     

2024-T3铝合金在不同酸性水溶液中的电化学行为

采用动电位极化和交流阻抗两种电化学测量技术,结合表面微观形貌观察,研究了2024-T3铝合金在不同种酸（包括乙酸、硫酸和盐酸）以及不同pH值水溶液中的电化学行为。结果表明:随pH值降低,合金自腐蚀电位负移,自腐蚀电流密度和腐蚀速率增大,合金表面钝化膜越易遭到破坏,溶液的腐蚀作用越强,且在不同pH值下,阴极极化过程的控制反应有所不同;在相同pH值下,以盐酸水溶液的腐蚀作用最强,硫酸水溶液相近但次之,乙酸水溶液最弱,这是酸的不同水解能力和氯离子的存在共同导致的;铝合金表面钝化膜的存在使得其在不同环境中的电化学行为表现不同,酸性条件下钝化膜失稳溶解,合金基体裸露并与溶液直接接触发生反应,而弱酸性条件下,钝化膜则能够保持相对完整性,对合金基体起到一定保护作用。     

高Ta钛合金在沸腾硝酸中的腐蚀行为

对高Ta含量钛合金Ti-32Ta在8 mol/L沸腾硝酸溶液中进行了全浸腐蚀实验,研究了Ti-32Ta合金在沸腾硝酸中的腐蚀行为。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线衍射光电子能谱(XPS)等分析方法对钛合金腐蚀表面的钝化膜进行了成分、组织结构及合金价态分析。结果表明:Ti-32Ta合金在沸腾硝酸溶液中呈现均匀腐蚀行为,在介质中通入一定流量的新鲜空气对合金稳定腐蚀阶段的腐蚀速率影响不大。与Ti-6Ta合金相比,Ti-32Ta合金腐蚀后形成的钝化膜更薄更致密,耐蚀性能更好。两种合金腐蚀钝化膜中Ti和Ta的价态组成相同,Ti-32Ta合金腐蚀表面Ta及Ta2O5的含量高于Ti-6Ta合金腐蚀表面。     

城市污水体系中碳钢的腐蚀行为研究

采用全浸失重法和电化学法,同时结合ESM和EDX研究了碳钢在城市污水中的腐蚀行为.结果表明碳钢在城市污水的长期浸泡中,腐蚀速率处于较稳定的状态,且数值达到0.8 mm/a,现场实际环境中水体的流动作用,大大加速了材料的腐蚀;腐蚀形貌研究发现浸泡中后期腐蚀速率基本恒定是因为在材料表面形成了较致密的腐蚀产物层,对腐蚀介质的渗透或通过氧化膜的传质起到了一定的阻挡作用;正交试验结果表明在城市污水中污染因子的常规含量范围内,NH_4~+-N对碳钢的腐蚀速率影响较大.     

HastelloyB3合金在盐酸中的腐蚀行为

通过浸泡试验、电化学试验研究了HastelloyB3合金在不同条件盐酸中的腐蚀行为。结果表明:合金在不同HCl含量与温度的纯盐酸中均具有良好的耐蚀性,随着温度与HCl含量的提高,合金腐蚀速率虽有所增长,但仍然处于钝化态;盐酸中添加氧化性离子Fe~(3+)后,腐蚀速率急剧增大并伴随着点蚀,随着Fe~(3+)含量的提高,腐蚀速率快速增大;在纯盐酸中,HastelloyB3表面生成Mo~(4+)钝化膜,对基体起到保护作用,但添加氧化性Fe~(3+)后,钝化膜中的Mo~(4+)极易被氧化成Mo~(6+),发生溶解,使合金由钝态向过钝化态转变,导致耐蚀性急剧下降;HastelloyB3合金适用于不同HCl含量与温度的纯盐酸中,但不适用于含氧化性离子或溶解氧高的盐酸中。