铝和铝合金的大气腐蚀机理优选稿

2024铝合金在模拟大气环境下的腐蚀性分析作者：明星来源：《中国科技纵横》2018年第03期摘要：本次研究的主要目的就是尝试建立模拟大气环境，分析导致2024铝合金存在腐蚀性的因素，进而提出科学应对策略，降低腐蚀问题发生几率，为未来工业生产奠定良好的技术指导基础，满足实际的生产工作需求。

本次研究也充分表明腐蚀后的物质可以阻止之后的腐蚀问题，有助于样本物质后续的保存需求。

在腐蚀氛围当中，降低阻碍物质标准，就可能造成腐蚀的效率，提升阻碍的作用效果，就能够降低腐蚀的效率。

关键词：2024铝合金；模拟；大气环境；腐蚀性中图分类号：TG172.3 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）03-0071-02从建筑业、交通业和航空航天业的发展角度进行分析和观察能够发现，生产应用的2024铝合金存在腐蚀情况，可能降低使用寿命，本次研究就针对这一情况进行分析，希望能够科学应对腐蚀问题。

1 实验研究1.1 实验材料根据本次研究需求进行科学的研究流程设计，在设计的过程当中需要选择符合实验需求的材料。

本次研究选择热轧模式下的2024铝合金，并且铝合金不存在包铝层。

开展实验之前要执行到腐蚀之前实验样本的固溶处理，并且需要关注到实验样本处理应用的时效性。

实施固溶的温度为495℃，实际的处理时间为96小时，处理的强度在460到490MPa范畴当中。

实验当中应用的材料具有化学成分，其质量分数分别为1.65Mg，0.21Sl，0.06Tl，0.16Zn，4.62Cu，0.8Mn，0.26Fe，0.06Nl[1]。

采取热处理的干预方式能够得到晶粒组织，研究获得试验的腐蚀样品，其常规规格为50×25×6毫米，样品外表呈现出设备加工的情况，光洁程度显示为3.2。

1.2 试验方法将2024铝合金50块进行分组，试验样品分组进行清洗，并采取烘干的方式整理试验样品。

将以上收集到的试验样品放置在不同的氛围环境当中，观察影响样本出现腐蚀情况的影响因素，研究可应用盐雾湿热设备执行腐蚀试验操作。

铝合金加速腐蚀因子模型与分析近年来，由于全球变暖等原因，大气中污染物的激增导致了大气腐蚀加速，从而严重影响到我们生活环境及相关物质的安全性和稳定性。

其中，铝合金在空气中的加速腐蚀是一个重要的问题，值得科学界进一步研究。

铝合金由于其较高的热导率、高强度、较低的密度、良好的可加工性等特点，被广泛应用于交通、航空、军事、医疗等领域。

然而，由于大气污染的持续加剧，铝合金由于受空气中污染物的影响，氧化脆性增强，内腐蚀破坏，外表面腐蚀，甚至有可能影响铝合金力学性能，可能会造成生产、使用和环境方面的问题。

因此，研究并提出有效的铝合金腐蚀防护措施对于提升铝合金的使用寿命和安全性具有重要的意义。

基于以上分析，铝合金加速腐蚀因子模型就显得格外重要。

其实，铝合金加速腐蚀因子模型是一种计算铝合金在空气中受污染物损伤情况下的腐蚀速率的数学模型和技术方法，它通过空气污染物的浓度和温度等参数，推测出铝合金在空气中被污染物损伤后的腐蚀速率。

首先，确定被研究的铝合金和空气中的物化参数，包括铝合金的构成、空气及污染物的浓度和温度等，然后根据空气环境和铝合金的构成构建加速腐蚀因子模型，选取腐蚀指标作为参考，运用有限差分法、激光布林技术等方法分析铝合金的加速腐蚀率，同时采用能量散射成像技术，进行原位腐蚀表面分析，以揭示被腐蚀表面形貌变化。

此外，有些铝合金表面涂覆有保护膜，这些保护膜能有效防止铝合金腐蚀，所以，在设置加速腐蚀因子模型时，必须考虑不同保护膜反应特性，从而正确评估不同保护膜对腐蚀的影响。

另外，为了更好地预测铝合金的腐蚀情况，可以采用分子模拟方法模拟不同的空气污染环境下的铝合金表面反应，并建立环境与表面反应之间的模型，以便更精确地预测铝合金在空气中腐蚀情况。

最后，综上所述，铝合金加速腐蚀因子模型是一种有效的预测铝合金在各种空气污染环境下的腐蚀情况的数学模型和技术方法，它为研究者提供了一种重要的理论和技术基础，有助于正确评估铝合金在空气中的腐蚀情况、了解铝合金及其复合材料的可靠性、查找新的合金组成和加工工艺及改善现有合金材料的抗腐蚀性能等。

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1铝和铝合金的大气腐化机理铝和铝合金的概况氧化膜是铝合金具有耐大气腐化性的重要原因.铝的氧化膜(γ-Al 2O 3)在室温的大气中就可以生成,并且异常敏捷和致密,厚度为25~30Å.也就是说,氧化膜在大气情形中具有自修复功效.如有水消失或者吐露在大气中几个月今后,最初形成的γ-Al 2O 3的外层改变成一薄层γ-AlOOH.然后,在γ-AlOOH 上又会笼罩上一层Al(OH)3(也可写成Al 2O 3·3H 2O).从铝-水系统的电位-pH 图可知,Al(OH)3在较大的pH 规模内都邑保持稳固.Al(OH)3从pH=4开端消融;当pH=2.4时,以为Al(OH)3会完全消融(事实上,即使pH=2.0时,铝概况的腐化类型仍然是孔蚀.).大部分的降雨.差不久不多所有的雾.概况蒸发浓缩的液层和铝概况小孔内的电解质都邑使铝处于腐化状况.情形身分对铝的大气腐化的影响和其它金属类似,与情形大气的相对湿度.温度.大气中SO 2的浓度.Cl -的含量以及降水的数目.酸度相干性较大,同时也受到O 3,NO x 及CO 2等污染组分的稍微影响.大气污染物经由过程干湿沉降,使得金属概况消失着和大气中同样丰硕的化学组分.吐露在大气中的铝合金概况可分为三层:铝合金及其氧化膜.腐化产品层和大气污染物形成的污染层或薄液膜.依据大气化学组分对铝和铝合金化学.电化学反响的不合及形成的腐化产品的性质不合,消失着不合的腐化机制. -经由过程竟争吸附,逐渐代替Al(OH)3概况上的OH -生成AlCl 3,如方程式(1)~(3)所示:Al(OH)3+Cl -→Al(OH)2Cl+OH - (1)Al(OH)2Cl+Cl-→Al(OH)Cl2+OH- (2)Al(OH)Cl2+Cl-→AlCl3+OH- (3)22潮湿空气中的腐化速度,和在正常CO2程度的空气中的腐化速度比拟,约是后者的20倍.有人以为,CO2中和了在铝概况阴极区氧还原产生的氢氧根离子,降低了液层pH值,从而使得铝的消融速度降低.３.一般以为:O3是潜在的加快剂,经由过程氧化H2S.SO2和NO x3还可以或许经由过程自身的去极化反响,引起铝腐化.实验标明,铝吐露在不合大气污染物(10ppm的SO2,NO x,O3,取样大气)的气体(25e 和98%相对湿度)四个礼拜今后,O3引起的腐化掉重最大,其次是SO2,NO2,取样大气,NO.氧化膜的完全性及成分还受到铝合金的化学组分和微不雅构造的影响.为了进步铝合金的力学机能,往往要参加一些合金元素,并进行必定的热处理(固溶.淬火.时效等).一些杂质元素如Fe.Mn.Si也常以FeAl3.AAlMnSi.SiO2等情势出如今铝合金当中.这些合金元素对铝合金微不雅构造的影响是不合的,要依据它们是消失于固溶体中,照样作为第二相疏散在铝基体或者偏聚在晶界上.当合金元素形成的化合物颗粒消失于金属概况时,它们概况的氧化膜往往很薄,甚至不消失.传统的铝和铝合金大气腐化实验传统的大气腐化一般经由过程大气吐露实验.室内模仿加快实验进行研讨.大气吐露实验可以或许反响材料在天然情形中的现实腐化情形,所得数据直不雅.靠得住,固然实验周期长.速度慢.费用高,但它是铝和铝合金大气腐化研讨的重要办法.室内模仿加快实验可以明显削减实验时光,快速地对材料的大气腐化行动进行评价和猜测,不克不及完全地代替大气吐露实验.铝合金的腐化速度表征既采取广泛应用的年掉重量若干,也应用孔蚀坑的深度及数目散布和力学机能(抗拉强度.屈从强度)损掉量.不雅察腐化描写和剖析腐化产品时,应用一些物理化学剖析手腕,如光学微镜.扫描电镜.X射线衍射剖析.X射线光电子能谱等.室内模仿加快实验罕有的大气腐化的室内加快实验有湿热实验.盐雾实验.干湿周浸轮回实验以及多因子复合实验,一般以为干湿瓜代的周浸轮回实验比较可以或许反应大气腐化的特色.干湿瓜代的周浸轮回实验的最初提出是为了评价耐候钢的机能,实用于有钝化膜的金属及合金.这种研讨办法从电化学的角度来说,也是合理的.对于铝合金,可以采取此办法进行大气腐化实验,评价铝合金的耐蚀性.采取pH=3.0的5%NaCl+015%(NH4)2SO4 cher经由过程掌握空气中CO2的浓度,研讨了CO2阻碍NaCl激发铝的大气腐化机制.综上所述,传统的大气腐化实验得到的数据是一段时光内金属的宏不雅的.统计的腐化行动和纪律,对大气腐化进程中的症结反响和中央进程缺少清晰的描写.跟着仪器制作技巧的进步,人们越来越趋势于对金属的大气腐化进程进行持续.原位的研讨,从微不雅上,甚至于原子尺度上熟悉其腐化纪律.实验结论(1)微合金化后的耐腐化性与合金中各相的电极电位有很大的关系.若基体相为阴极相,第二相为阳极相,合金一般有较高的耐蚀性;反之,若基体相为阳极相,第二相为阴极相,则第二相数目越多,电位越高,合金腐化越轻微.(2) Al-7%Si合金的腐化从硅相及晶间处优先开端,以点蚀为主.参加Cu元素,实验合金有明显的晶间腐化偏向.其它元素影响相对较小.(3)电化学实验成果标明,所有实验合金均较快进入钝态,跟着各合金元素的参加,实验合金的自腐化电位向负向移动,腐化电流密度增长.合金元素和杂质元素的影响合金元素对铝和铝合金耐蚀性的影响是一个庞杂的问题.因为这不但与合金元素的电极电位( 电化学序) 有关,还与合金元素的消失情势( 固溶体照样析出的金属间化合物相).合金元素的参加量等诸多身分有关.锰锰在铝合金中重要以MnAl6相消失而MnAl6相和铝有着雷同的天然电极电位,几乎没有电位差,少量的锰往往还会进步合金的耐蚀性.因为能生成MnFeAl6,从而部分清除含铁的强阴极性相（如AlSi2Fe等）,从而加强了耐蚀性.所以Al-Mn合金是重要的防锈铝合金之一.锌锌在 0.2％以下时,对铝合金耐蚀性的影响不大.当锌作为某些高强铝合金的添加元素时,其析出的金属间化合物仍然可能成为铝的阴极,但其对耐蚀性的影响小于铜.铁.镍等阴极性元素.铜铜以各类不合的含量消失于很多高强铝合金中,它还可能在工业铝及其合金中以杂质消失.铜对铝来说是强阴极性元素( 电极电位正得多),所以,即使铜的含量不久不多,也可对铝及其合金的耐蚀性产生轻微的影响.如当含有0.1％铜时,高纯铝的腐化速度进步了1600倍,要进步耐蚀性,铜的含量必须严厉掌握.铁铁是铝合金中常有的杂质,并对合金的耐蚀性有相当大的影响,其感化仅次于铜.铁对铝来说,也是强阴极性元素.铁在铝中的消融度十分小,在温度500℃时也仅为0.005％,多余的铁往往生成阴极性相FeAl3,对铝形成微电偶腐化.硅硅对铝耐蚀性的影响在不合铝合金中是不合的.在Al-Si锻造铝合金中,过量的硅以片状消失于合金中,它对铝起阴极性相的感化,对耐蚀是有害的.在合金含有铁时,硅可能会进入FeAl3金属间化合物,起强阴极性相感化,对耐蚀性影响很大.而对于可热处理的Al-Mg-Si合金,时效后生成Mg2Si相,这种化合物的消失对合金耐蚀性影响不大.所以,对于铝和铝合金,单独的硅不如硅和铁同时消失时的有害感化大.镍镍广泛用于可热处理强化铝合金的合金元素,它对铝合金耐蚀性的有害影响小于铜和铁.钛钛在铝合金中的含量很小,它对耐蚀性的影响也不大.有报导,含钛0.007％~0.008％时会对超纯铝在碱中的耐蚀性晦气.而在某些酸中,0.16％~0.37％钛的参加对工业纯铝耐蚀性会产生有利影响,而钛对铝在氯化钠溶液中耐蚀性的影响却很小.。

1铝战铝合金的大气腐蚀机理之阳早格格创做铝战铝合金的表面氧化膜是铝合金具备耐大气腐蚀性的主要本果.铝的氧化膜(γ-Al2O3)正在室温的大气中便不妨死成,而且非常赶快战致稀,薄度为25~30Å.也便是道,氧化膜正在大气环境中具备自建复功能.若有火存留大概者表露正在大气中几个月以去,最初产死的γ-Al2O3的中层转化成一薄层γ-AlOOH.而后,正在γ-AlOOH上又会覆盖上一层Al(OH)3(也可写成Al2O3·3H2O).从铝-火体系的电位-pH图可知,Al(OH)3正在较大的pH范畴内皆市脆持宁静.Al(OH)3从pH=4启初溶解;当pH=2.4时,认为Al(OH)3会真足溶解(究竟上,纵然pH=2.0时,铝表面的腐蚀典型仍旧是孔蚀.).大部分的落雨、好已几所有的雾、表面挥收浓缩的液层战铝表面小孔内的电解量皆市使铝处于腐蚀状态.环境果素对付铝的大气腐蚀的效率战其余金属相似,与环境大气的相对付干度、温度、大气中SO2的浓度、Cl-的含量以及落火的数量、酸度相闭性较大,共时也受到O3,NO x及CO2等传染组分的沉微效率.大气传染物通过搞干重落,使得金属表面存留着战大气中共样歉富的化教组分.表露正在大气中的铝合金表面可分为三层:铝合金及其氧化膜、腐蚀产品层战大气传染物产死的传染层大概薄液膜.根据大气化教组分对付铝战铝合金化教、电化教反应的分歧及产死的腐蚀产品的本量分歧,存留着分歧的腐蚀体制.-通过竟争吸附,渐渐与代Al(OH)3表面上的OH-死成AlCl3,如圆程式(1)~(3)所示:Al(OH)3+Cl-→Al(OH)2Cl+OH- (1)Al(OH)2Cl+Cl-→Al(OH)Cl2+OH- (2)Al(OH)Cl2+Cl-→AlCl3+OH- (3)干润气氛中的腐蚀速率,战正在仄常CO2火仄的气氛中的22腐蚀速率相比,约是后者的20倍.有人认为,CO2中战了正在铝表面阳极区氧还本爆收的氢氧根离子,落矮了液层pH值,进而使得铝的溶解速率下落.３.普遍认为:O3是潜正在的加速剂,通过氧化H2S、SO2战NO x3还不妨通过自己的去极化反应,引起铝腐蚀.真验标明,铝表露正在分歧大气传染物(10ppm的SO2,NO x,O3,与样大气)的气体(25e战98%相对付干度)四个星期以去,O3引起的腐蚀得重最大,其次是SO2,NO2,与样大气,NO.氧化膜的完备性及身分还受到铝合金的化教组分战微瞅结构的效率.为了普及铝合金的力教本能,往往要加进一些合金元素,并举止一定的热处理(固溶、淬火、真效等).一些杂量元素如Fe、Mn、Si也常以FeAl3、AAlMnSi、SiO2等形式出当前铝合金核心.那些合金元素对付铝合金微瞅结构的效率是分歧的,要根据它们是存留于固溶体中,仍旧动做第两相分别正在铝基体大概者偏偏散正在晶界上.当合金元素产死的化合物颗粒存留于金属表面时,它们表面的氧化膜往往很薄,以至不存留.保守的铝战铝合金大气腐蚀考查保守的大气腐蚀普遍通过大气表露真验、室内模拟加速考查举止钻研.大气表露考查不妨反应资料正在自然环境中的本量腐蚀情况,所得数据曲瞅、稳当,虽然考查周期少、速度缓、费用下,但是它是铝战铝合金大气腐蚀钻研的要害要领.室内模拟加速考查不妨隐著缩小考查时间,赶快天对付资料的大气腐蚀止为举止评介战预测,不克不迭真足天与代大气表露考查.铝合金的腐蚀速率表征既采与一致使用的年得重量几,也使用孔蚀坑的深度及数量分集战力教本能(抗推强度、伸服强度)益坏量.瞅察腐蚀形貌战分解腐蚀产品时,使用一些物理化教分解脚法,如光教微镜、扫描电镜、X射线衍射分解、X射线光电子能谱等.室内模拟加速考查罕睹的大气腐蚀的室内加速考查有干热考查、盐雾考查、搞干周浸循环考查以及多果子复合考查,普遍认为搞干接替的周浸循环考查比较不妨反映大气腐蚀的特性.搞干接替的周浸循环考查的最初提出是为了评介耐候钢的本能,适用于有钝化膜的金属及合金.那种钻研要领从电化教的角度去道,也是合理的.对付于铝合金,不妨采与此要领举止大气腐蚀考查,评介铝合金的耐蚀性.采与pH=3.0的5%NaCl+015%(NH4)2SO4™cher通过统制气氛中CO2的浓度,钻研了CO2阻拦NaCl激励铝的大气腐蚀体制.综上所述,保守的大气腐蚀考查得到的数据是一段时间内金属的宏瞅的、统计的腐蚀止为战顺序,对付大气腐蚀历程中的闭键反应战中间历程缺累领会的形貌.随着仪器制制技能的先进,人们越去越趋背于对付金属的大气腐蚀历程举止连绝、本位的钻研,从微瞅上,以至于本子尺度上认识其腐蚀顺序.真验论断(1)微合金化后的耐腐蚀性与合金中各相的电极电位有很大的闭系.若基体相为阳极相,第两相为阳极相,合金普遍有较下的耐蚀性;反之,若基体相为阳极相,第两相为阳极相,则第两相数量越多,电位越下,合金腐蚀越宽重.(2) Al-7%Si合金的腐蚀从硅相及晶间处劣先启初,以面蚀为主.加进Cu元素,真验合金有明隐的晶间腐蚀倾背.其余元素效率相对付较小.(3)电化教真验截止标明,所有真验合金均较快加进钝态,随着各合金元素的加进,真验合金的自腐蚀电位背背背移动,腐蚀电流稀度减少.合金元素战杂量元素的效率合金元素对付铝战铝合金耐蚀性的效率是一个搀杂的问题.果为那不但是与合金元素的电极电位( 电化教序) 有闭，还与合金元素的存留形式( 固溶体仍旧析出的金属间化合物相)、合金元素的加进量等诸多果素有闭.锰锰正在铝合金中主要以MnAl6相存留而MnAl6相战铝有着相共的自然电极电位，险些不电位好，少量的锰往往还会普及合金的耐蚀性.果为能死成MnFeAl6，进而部分与消含铁的强阳极性相（如AlSi2Fe等），进而巩固了耐蚀性.所以Al-Mn合金是要害的防锈铝合金之一.锌锌正在0.2％以下时，对付铝合金耐蚀性的效率不大.当锌动做某些下强铝合金的增加元素时，其析出的金属间化合物仍旧大概成为铝的阳极，但是其对付耐蚀性的效率小于铜、铁、镍等阳极性元素.铜铜以百般分歧的含量存留于许多下强铝合金中，它还大概正在工业铝及其合金中以杂量出现.铜对付铝去道是强阳极性元素( 电极电位正得多)，所以，纵然铜的含量已几，也可对付铝及其合金的耐蚀性爆收宽重的效率.如当含有0.1％铜时，下杂铝的腐蚀速度普及了1600倍，要普及耐蚀性，铜的含量必须庄重统制.铁铁是铝合金中常有的杂量，并对付合金的耐蚀性有相称大的效率，其效率仅次于铜.铁对付铝去道，也是强阳极性元素.铁正在铝中的溶解度格中小，正在温度500℃时也仅为0.005％，过剩的铁往往死成阳极性相FeAl3，对付铝产死微电奇腐蚀.硅硅对付铝耐蚀性的效率正在分歧铝合金中是分歧的.正在Al-Si铸制铝合金中，过量的硅以片状存留于合金中，它对付铝起阳极性相的效率，对付耐蚀是有害的.正在合金含有铁时，硅大概会加进FeAl3金属间化合物，起强阳极性相效率，对付耐蚀性效率很大.而对付于可热处理的Al-Mg-Si 合金，真效后死成Mg2Si相，那种化合物的出现对付合金耐蚀性效率不大.所以，对付于铝战铝合金，单独的硅不如硅战铁共时存留时的有害效率大.镍镍广大用于可热处理加强铝合金的合金元素，它对付铝合金耐蚀性的有害效率小于铜战铁.钛钛正在铝合金中的含量很小，它对付耐蚀性的效率也不大.有报导，含钛0.007％~0.008％时会对付超杂铝正在碱中的耐蚀性不利.而正在某些酸中，0.16％~0.37％钛的加进对付工业杂铝耐蚀性会爆收有利效率，而钛对付铝正在氯化钠溶液中耐蚀性的效率却很小.。

铝的腐蚀性能及海洋大气环境中铝的腐蚀特性1、铝的耐氧腐蚀性能铝是一种活泼金属，极容易和空气中的氧气起化应生成氧化铝。

氧化铝在铝制器皿表面结一层灰色致密的极薄的（约十万分之一厘米厚）薄膜，这层薄膜十分坚固，它能使里力的金属和外界完全隔开。

从而保护内部的铝不再受空气中氧气的侵蚀。

2、铝的酸碱腐蚀铝和氧化铝薄膜都能和许多酸性或碱性物质起化学反应，一旦氧化铝薄膜被碱性溶液或酸性溶液溶解掉，则内部铝就要和碱性或酸性溶液起反应而渐渐被侵蚀掉。

3、铝的腐蚀形式（1）点腐蚀：点腐蚀又称为孔腐蚀，是在金属上产生针尖状、点状、孔状的一种为局部的腐蚀形态。

点腐蚀是阳极反应的一种独特形式，是一种自催化过程，即点腐蚀孔内的腐蚀过程造成的条件，如有腐蚀介质（CL-、F-等）、促进反应的物质（CU2+、ZN2+等），既促进又足以维持腐蚀的继续进行。

（2）均匀腐蚀：铝在磷酸与氢氧化钠等溶液中，其上的氧化膜溶解，发生均匀腐蚀，溶解速度也是均匀的。

溶液温度升高，溶液浓度增大，促进铝的腐蚀。

（3）缝隙腐蚀：缝隙腐蚀是一种局部腐蚀。

金属部件在电解溶液中，由于金属与金属或金属与非金属之间形成缝隙，其宽度足以使介质浸入而又使介质处于一种停滞状态，使得缝隙内部腐蚀加剧的现象称为缝隙腐蚀。

缝隙腐蚀特别容易发生在机械组件接合的地方，例如金属垫圈或是铆接处和铝门窗与灰浆填隙处。

它是属于一种电池效应，但是缝隙一般需在特定程度大小的范围内才会发生，例如：有足够的宽度可使溶液进入，足够窄得使溶液可以停滞等，所以在应用或工程上必须要小心，避免发生足以产生缝隙腐蚀的环境。

缝隙腐蚀的机构很类似穿孔腐蚀的情况，首先是均匀腐蚀，然后因氧浓淡电池会引起阳极反应（缺氧区）和阴极反应（富氧区），由于间隙内氧无法补充，因此阳极反应会继续在同一个位置进行，因此产生严重的腐蚀结果。

（4）晶间腐蚀：是在金属界处发生局部腐蚀的现象。

就电化学的观点来看，由于材料的晶粒为阴极，而晶界一般为阳极，因此在均匀腐蚀的情况下，晶界处的腐蚀性仍稍大于晶粒处，如果在特殊情况下，材料的晶界抗蚀元素又相对减少，晶间腐蚀的现象就会发生。

铝的腐蚀性能及海洋大气环境中铝的腐蚀特性1、铝的耐氧腐蚀性能铝是一种活泼金属，极容易和空气中的氧气起化应生成氧化铝。

氧化铝在铝制器皿表面结一层灰色致密的极薄的（约十万分之一厘米厚）薄膜，这层薄膜十分坚固，它能使里力的金属和外界完全隔开。

从而保护内部的铝不再受空气中氧气的侵蚀。

2、铝的酸碱腐蚀铝和氧化铝薄膜都能和许多酸性或碱性物质起化学反应，一旦氧化铝薄膜被碱性溶液或酸性溶液溶解掉，则内部铝就要和碱性或酸性溶液起反应而渐渐被侵蚀掉。

3、铝的腐蚀形式（1）点腐蚀：点腐蚀又称为孔腐蚀，是在金属上产生针尖状、点状、孔状的一种为局部的腐蚀形态。

点腐蚀是阳极反应的一种独特形式，是一种自催化过程，即点腐蚀孔内的腐蚀过程造成的条件，如有腐蚀介质（CL-、F-等）、促进反应的物质（CU2+、ZN2+等），既促进又足以维持腐蚀的继续进行。

（2）均匀腐蚀：铝在磷酸与氢氧化钠等溶液中，其上的氧化膜溶解，发生均匀腐蚀，溶解速度也是均匀的。

溶液温度升高，溶液浓度增大，促进铝的腐蚀。

（3）缝隙腐蚀：缝隙腐蚀是一种局部腐蚀。

金属部件在电解溶液中，由于金属与金属或金属与非金属之间形成缝隙，其宽度足以使介质浸入而又使介质处于一种停滞状态，使得缝隙内部腐蚀加剧的现象称为缝隙腐蚀。

缝隙腐蚀特别容易发生在机械组件接合的地方，例如金属垫圈或是铆接处和铝门窗与灰浆填隙处。

它是属于一种电池效应，但是缝隙一般需在特定程度大小的范围内才会发生，例如：有足够的宽度可使溶液进入，足够窄得使溶液可以停滞等，所以在应用或工程上必须要小心，避免发生足以产生缝隙腐蚀的环境。

缝隙腐蚀的机构很类似穿孔腐蚀的情况，首先是均匀腐蚀，然后因氧浓淡电池会引起阳极反应（缺氧区）和阴极反应（富氧区），由于间隙内氧无法补充，因此阳极反应会继续在同一个位置进行，因此产生严重的腐蚀结果。

（4）晶间腐蚀：是在金属界处发生局部腐蚀的现象。

就电化学的观点来看，由于材料的晶粒为阴极，而晶界一般为阳极，因此在均匀腐蚀的情况下，晶界处的腐蚀性仍稍大于晶粒处，如果在特殊情况下，材料的晶界抗蚀元素又相对减少，晶间腐蚀的现象就会发生。

铝和铝合金的大气腐蚀
铝和铝合金在大气中受到腐蚀，是一个普遍存在的问题。

大气腐蚀是由于气体、水蒸气和酸性物质的作用，将铝及其合金表面的金属离子溶解而导致的。

大气腐蚀会降低铝和铝合金的使用性能，因此，预防和控制大气腐蚀对于铝和铝合金的安全使用具有重要意义。

首先，应采取措施防止铝和铝合金的大气腐蚀。

这些措施包括：采用防腐蚀涂料，如涂层、电镀或热浸镀；空气中湿度控制；采用防腐蚀润滑剂；采用抗酸性润滑剂；采用抗氧化剂；采用阴极保护技术；采用化学镀膜等。

其次，在使用铝和铝合金时，应注意环境保护，避免污染大气。

如果铝和铝合金在环境中被污染，就会加速大气腐蚀的发生，从而降低铝和铝合金的使用性能。

最后，要定期检查铝和铝合金的大气腐蚀情况，及时发现问题，采取有效措施。

可以采用表面检查法、金相检查法、电化学检查法等，及时发现腐蚀情况，以便采取有效的防护措施。

预防和控制大气腐蚀对于铝和铝合金的安全使用至关重要，应采取有效的措施，如采用防腐蚀涂料、环境保护、定期检查等，以确保铝和铝合金的安全使用。

铝和铝合金的大气腐蚀机理集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]1铝和铝合金的大气腐蚀机理铝和铝合金的表面氧化膜是铝合金具有耐大气腐蚀性的主要原因.铝的氧化膜(γ-Al2O3)在室温的大气中就可以生成,而且非常迅速和致密,厚度为25~30.也就是说,氧化膜在大气环境中具有自修复功能.若有水存在或者暴露在大气中几个月以后,最初形成的γ-Al2O3的外层转变为一薄层γ-AlOOH.然后,在γ-AlOOH上又会覆盖上一层Al(OH)3(也可写成Al2O3·3H2O).从铝-水体系的电位-pH图可知,Al(OH)3在较大的pH范围内都会保持稳定.Al(OH)3从pH=4开始溶解;当pH=2.4时,认为Al(OH)3会完全溶解(事实上,即使pH=2.0时,铝表面的腐蚀类型仍然是孔蚀.).大部分的降雨、差不多所有的雾、表面蒸发浓缩的液层和铝表面小孔内的电解质都会使铝处于腐蚀状态.环境因素对铝的大气腐蚀的影响和其它金属相似,与环境大气的相对湿度、温度、大气中SO2的浓度、Cl-的含量以及降水的数量、酸度相关性较大,同时也受到O3,NOx及CO2等污染组分的轻微影响.大气污染物通过干湿沉降,使得金属表面存在着和大气中同样丰富的化学组分.暴露在大气中的铝合金表面可分为三层:铝合金及其氧化膜、腐蚀产物层和大气污染物形成的污染层或薄液膜.根据大气化学组分对铝和铝合金化学、电化学反应的不同及形成的腐蚀产物的性质不同,存在着不同的腐蚀机制.１.氯离子的存在是引起铝和铝合金大气腐蚀的重要原因.由于铝的氯化物具有可溶性,在户外暴露的铝表面上并没有大量的氯化物层存在,只有少量的氯离子进入到腐蚀产物层.Cl-通过竟争吸附,逐渐取代Al(OH)3表面上的OH-生成AlCl3,如方程式(1)~(3)所示:Al(OH)3+Cl-→Al(OH)2Cl+OH-(1)Al(OH)2Cl+Cl-→Al(OH)Cl2+OH-(2)Al(OH)Cl2+Cl-→AlCl3+OH-(3)２.空气中的CO2能有效地阻碍NaCl引发的铝的大气腐蚀.铝在不含CO2潮湿空气中的腐蚀速率,和在正常CO2水平的空气中的腐蚀速率相比,约是后者的20倍.有人认为,CO2中和了在铝表面阴极区氧还原产生的氢氧根离子,降低了液层pH值,从而使得铝的溶解速率下降.３.一般认为:O3是潜在的加速剂,通过氧化H2S、SO2和NOx而影响金属的大气腐蚀.O3还能够通过自身的去极化反应,引起铝腐蚀.实验表明,铝暴露在不同大气污染物(10ppm的SO2,NOx,O3,取样大气)的气体(25e和98%相对湿度)四个星期以后,O3引起的腐蚀失重最大,其次是SO2,NO2,取样大气,NO.氧化膜的完整性及成分还受到铝合金的化学组分和微观结构的影响.为了提高铝合金的力学性能,往往要加入一些合金元素,并进行一定的热处理(固溶、淬火、时效等).一些杂质元素如Fe、Mn、Si也常以FeAl3、AAlMnSi、SiO2等形式出现在铝合金当中.这些合金元素对铝合金微观结构的影响是不同的,要根据它们是存在于固溶体中,还是作为第二相分散在铝基体或者偏聚在晶界上.当合金元素形成的化合物颗粒存在于金属表面时,它们表面的氧化膜往往很薄,甚至不存在.传统的铝和铝合金大气腐蚀试验传统的大气腐蚀一般通过大气暴露实验、室内模拟加速试验进行研究.大气暴露试验能够反应材料在自然环境中的实际腐蚀情况,所得数据直观、可靠,虽然试验周期长、速度慢、费用高,但它是铝和铝合金大气腐蚀研究的重要方法.室内模拟加速试验可以显着减少试验时间,快速地对材料的大气腐蚀行为进行评价和预测,不能完全地取代大气暴露试验.铝合金的腐蚀速率表征既采用普遍使用的年失重量多少,也使用孔蚀坑的深度及数量分布和力学性能(抗拉强度、屈服强度)损失量.观察腐蚀形貌和分析腐蚀产物时,使用一些物理化学分析手段,如光学微镜、扫描电镜、X射线衍射分析、X射线光电子能谱等.室内模拟加速试验常见的大气腐蚀的室内加速试验有湿热试验、盐雾试验、干湿周浸循环试验以及多因子复合试验,一般认为干湿交替的周浸循环试验比较能够反映大气腐蚀的特点.干湿交替的周浸循环试验的最初提出是为了评价耐候钢的性能,适用于有钝化膜的金属及合金.这种研究方法从电化学的角度来说,也是合理的.对于铝合金,可以采用此方法进行大气腐蚀试验,评价铝合金的耐蚀性.采用pH=3.0的5%NaCl+015%(NH4)2SO4(用醋酸调节pH值)作加速剂,对LY12和LC4两种高强铝合金进行了间歇盐雾和周期轮浸腐蚀试验,与广州,琼海十年的实地暴露试验结果对比.他认为两种铝合金加速方法之间有类似的腐蚀动力学规律,其中前者相对于大气腐蚀有较好的模拟性和加速性.也有人采用简易方法模拟湿热大气腐蚀试验,在工业纯铝ZL10和ZL109合金表面诱发腐蚀,观察和分析了铸铝合金中第二相和腐蚀产物的微观形貌及化学成分.在吸附了水分和侵蚀性氯离子微观孔隙周围,由第二相粒子和铝基体构成腐蚀微电池发生电化学反应,电位较负的铝首先发生溶解,导致局部点状腐蚀,腐蚀产物主要为铝的不溶性氢氧化物,还含有少量的氧化铝等.用室内加速试验评价结构铝合金的耐大气腐蚀性时,除测量失重和孔蚀深度外,应包括金相分析和力学试验.室内模拟加速试验从单因子控制到多因子控制,从简单的电位测量到交流阻抗技术等多种测量技术的应用,在过去的几十年里得到一定程度的发展.但是在大气腐蚀机理研究和准确地重现大气暴露试验结果方面,仍有较大的差距.室内模拟加速试验的重复性还需要提高.一部分研究者做了室内气体腐蚀试验,通过对一种或几种腐蚀性气体组分浓度、相对湿度、温度及暴露时间条件控制,观察金属的腐蚀并通过多种手段分析腐蚀产物,给出腐蚀过程的动力学规律和腐蚀机理.不过,这些实验仅仅局限于纯铝材料,研究工作处于起步阶段.Oesch用气体试验箱分析了各腐蚀性气体成分对纯铝大气腐蚀的影响.他认为臭氧对铝的大气腐蚀的影响要强于SO2和NO2.Bl?cher通过控制空气中CO2的浓度,研究了CO2阻碍NaCl引发铝的大气腐蚀机制.综上所述,传统的大气腐蚀试验得到的数据是一段时间内金属的宏观的、统计的腐蚀行为和规律,对大气腐蚀过程中的关键反应和中间过程缺乏清楚的描述.随着仪器制造技术的进步,人们越来越趋向于对金属的大气腐蚀过程进行连续、原位的研究,从微观上,甚至于原子尺度上认识其腐蚀规律.实验结论(1)微合金化后的耐腐蚀性与合金中各相的电极电位有很大的关系.若基体相为阴极相,第二相为阳极相,合金一般有较高的耐蚀性;反之,若基体相为阳极相,第二相为阴极相,则第二相数量越多,电位越高,合金腐蚀越严重.(2)Al-7%Si合金的腐蚀从硅相及晶间处优先开始,以点蚀为主.加入Cu元素,实验合金有明显的晶间腐蚀倾向.其它元素影响相对较小.(3)电化学实验结果表明,所有实验合金均较快进入钝态,随着各合金元素的加入,实验合金的自腐蚀电位向负向移动,腐蚀电流密度增加.合金元素和杂质元素的影响合金元素对铝和铝合金耐蚀性的影响是一个复杂的问题。