海洋材料(31):说说接触腐蚀
2016年03月21日 9:51 11799次浏览 来源: 中国有色金属报 分类: 新材料前沿
不同金属的接触腐蚀,又称电偶腐蚀,它是指两种或两种以上的电位不同的金属接触时发生的腐蚀。接触时电位低的金属为阳极,腐蚀得快;电位较高的即抗蚀性较高的金属为阴极,受到保护,腐蚀得慢,甚至不腐蚀。
发生接触腐蚀必须具备3个条件,即有电解液、有电位更正的金属非金属(碳纤维复合材料及石墨制品)存在、有电连接。接触腐蚀主要发生于两种不同金属的边线附近。
影响接触腐蚀的因素有:电位、极化、电解液种类及性质、腐蚀产物及接蚀触电阻。接触腐蚀速度ig可用下式表示,ig为腐蚀电流密度,ig越大,腐蚀的越快:
ig=△E-ne-naR+Rs
式中——电位差(Ec-Ea)。Ec为阴极电位,Ea为阳极电位;
na——阳极过电位;
nc——阴极过电位;
R——接触电阻;
Rs——溶液电阻。
相对其他金属来说,除了镁合金、锌镀层与镉镀层(对部分铝合金而言)外,铝及铝合金都是阳极性材料,即它与其他金属连接时会加速腐蚀。
不同金属的影响
铝合金在3.5%NaCl溶液中的自腐蚀速度如下表所列,海水是一种含有一定量NaCl的水:
材料的腐蚀电位只用来判断方向,而对接触程度,只是一个粗略的指标。铝合金的含Cu量对其一般接触腐蚀的影响是不同的。通常,含Cu量高的铝合金的电位较高,抗蚀性较差,但抗接触腐蚀的能力却有所提高。含Zn、Mg量较多的7XXX系合金的电位较低,抗蚀性好一些,但抗接触腐蚀性能却差一些。
介质的影响
在不同介质中,铝合金加速腐蚀程度不同,这与溶液中是否有Cl-有关,其顺序为:3.5%NaCl>自来水>蒸馏水
涂层和氧化膜的作用
不管是阳极氧化膜还是化学氧化膜,既能降低铝合金的一般腐蚀速度,又能大大增加接触电阻,降低电偶效应,尤其是阳极氧化膜,可使铝合金的电偶电流下降约1个数量级。铝合金在35℃±1℃的3.5%NaCl溶液中,阳极氧化膜对电偶电流密度ig的影响,见表1、2。
在与铝合金工件接触的阳极性金属工件上涂(镀)以电位与铝的电位相近的涂层,如Cd、Cd-Ti合金、Al、无机铝盐涂层,可以降低铝工件的接触腐蚀。
阴阳极面积比
一般说来,阴阳极面积比每增加10倍,电偶电流密度也相应地增大10倍左右。在实际中应考虑这种效应,如可用不锈钢紧固件紧固铝合金工件,反之则不允许。
接触腐蚀的控制
控制接触腐蚀的措施有:
相互连接的工件尽量选择同种金属或电位差小的金属(含镀层)制造;
对异种金属间进行电绝缘;
隔断电解液;
增大电极的极化;
增大溶液电阻及接触电阻;
减少阴极面积或增大阳极面积;
加牺牲阳极,镁及镁合金是上乘的这种阳极材料。
责任编辑:淮金
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