金属材料大气腐蚀研究进展

姓名：段平学号：2010214145 科目：腐蚀与材料保护指导老师：陈存华大气腐蚀的研究进展摘要：大气腐蚀是指在环境温度下由于空气中的水气、氧气以及污染物质等的电化学或者化学作用而引起的金属腐蚀，电化学腐蚀是由潮湿大气所引起的，即金属表面存在着许多肉眼看不见的薄膜液层和凝结水膜层，大气腐蚀主要是氧通过金属表面所形成液膜的扩散，而发生氧去极化的腐蚀。

而化学腐蚀是由于干大气所引起的。

关键词：大气腐蚀；种类；原因；影响；金属；措施正文：一、大气腐蚀的种类通过大气含水的多少可以将大气腐蚀分为三种。

（1）干的大气腐蚀：空气十分干燥，金属表面上不存在水膜,金属的腐蚀属于常温氧化。

（2）潮的大气腐蚀：Rh<100%，在金属表面上存在肉眼不可见的薄液膜,随水膜厚度增加,V-迅速增大。

（3）湿的大气腐蚀：Rh≈100%，金属表面上形成肉眼可见的水膜，随水膜厚度增加，V-逐渐减小。

Rh指的是相对湿度。

还可以通过其他的条件进行分类，具体划分见下表：大气环境腐蚀分类腐蚀类型腐蚀速度（mm/a）腐蚀环境等级名称环境气体类型相对湿度（年平均）% 大气环境I 无腐蚀＜1.001 A ＜60 乡村大气II 弱腐蚀0.001～0.025AB 60～75＜60乡村大气城市大气III 轻腐蚀0.025～0.050 ABC＞7060～75＜60乡村大气城市大气工业大气IV 中腐蚀0.050～0.2 BCD＞7060～75＜60城市大气工业大气和海洋大气V 较强腐蚀0.2～1.0CD＞7060～75工业大气VI 强腐蚀1～5 D ＞75 工业大气腐蚀气体分级气体类型腐蚀物质名称腐蚀物质含量（mg/m3）气体类型腐蚀物质名称腐蚀物质含量（mg/m3）A 二氧化碳二氧化硫氟化氢硫化氢氮氧化物氯氯化氢＜2000＜5.5＜0.05＜0.01＜0.1＜0.1＜0.05C二氧化硫氟化氢硫化氢氮氧化物氯氯化氢10～2005～105～1005～251～55～10B 二氧化碳二氧化硫氟化氢硫化氢氮氧化物氯氯化氢＞20000.5～100.01～50.01～50.1～50.1～10.05～5D二氧化硫氟化氢硫化氢氮氧化物氯氯化氢200～100010～100＞10025～1005～1010～100注：当大气中同时含有多种腐蚀气体时，腐蚀级别取最高的一种或几种为基准。

移 动 的一 块 惰 性金 属 ， Ａ 、ｔ金 属探 头 的振 动 改 变 了它 与 如 ｕ Ｐ。
水下部 分 ， 有机涂层 的主要破坏形式为起泡 、 生锈 、 脱落 。在 海水环境 中有机涂层起泡是最为普通的早期破坏现象 。起泡
通 常是涂膜局部丧失防腐蚀能力 的最早外观表征 。
２２ 涂层体 系腐蚀失效的电化学检测 ． 涂层下金属 的腐蚀 主要是 电化学腐 蚀 ， 有机涂层在金属 的防护失效过 程 中， 总伴 随着 一系列 的电化 学变化 ， 过检 通
【 关键词】 金属材料； 腐蚀监测； 涂层体系； 腐蚀失效； 耐久性； 无损检测
除在干燥的大气 环境 中发 生表 面氧化 、 硫化造成失 去光 泽和变色等是属于化学腐蚀外 ， 在大多数情况下大气腐蚀 属 于薄液膜下 的电化学腐蚀 。当达到一定 的临界湿度后 ， 露 暴 于大气 中的金属表面便会形成“ 看不见 的” 电解质薄液膜 。就 完 全未受污染 的大气来 说 ， 在恒温条件下 ， 一个 完全干净 的
Ｓ ｉｎ ｅ＆ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｖ ｓ ｎ ｃｅ ｃ ｃ ｎ ｌｇ ｉｏ ｉ
科 教前 哨
科 技 视 界
２１年 ０ 月第 ０ 期 ０２ ３ ９
ｆ） ｅｖ 探 针技术 ２ Ｋ ｌｉ ｎ Ｋ ｌｉ 探针技术主要 是利用振动 电容法测量两金 属间表 ｅ ｎ ｖ 面 电位差 ， 探头的主要 部分是设 置在待测 电极上方并 可上下
０ 引言
腐蚀科学作为－ Ｉ 应用 科学 ， －＇ ｑ 与其它基 础学科 有着千丝
万 缕 的联 系 ． 础学 科 的发 展 必 然 会 对 腐 蚀 学 科 的发 展起 着 基
巨大 的推动作用 。计算机技术的迅速发展与提高 。 促进腐蚀 与防护领域 的研究方法与控制手段不断更新换代 ， 显示出强 大的应用发展潜力 。近年来 ， 应用数学取得 了许 多重要的成 就， 神经网络 、 小波分析和分形理论及技术引人注 目， 科学家 将它 们引入研究领 域 ， 取得 了很多有 意义的成果 ， 如腐 蚀预

调） ２ ０ ｍ（ ，Ｓ —２ ０ 固定 ） ，Ｓ 一１ ０ ０ ｍ（ 调） 可 ，波长 重复 性 为 ±０ １ｃ 。 ． ｍ＿ ，分 辨 率 为 ２ ｃ ，色 散 率 为 ２ ｍ ‘・ ｍ～ ０ｃ
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８ ８
实验中秤取一定量锈层粉末样品， 充分研细后利用模具
． 各锈层样品的红外吸收光谱 ， 均是在 室温条件下利 用北 ２ ２ 拉 曼散射光谱 的测试 系统及条件 京师范大学分析测试中心 的傅里叶变换红外光谱仪（７Ｓ １０Ｘ 各锈层样 品的激光拉曼光谱 图， 均在 室温条件下利 用北 京大学重点实验室激光拉曼光谱仪（ ｉ ２ 测得， Ｄｌ 型） Ｏ 全部采 型） 测得 ，测量光谱区域波 数为 ４ ０ ０ ｍ ，设定扫 描 ０ ￣１４ ０ｃ
加压至 ５ Ｏｔ ｃ 制成样 品压 片，分别 置于光 谱仪 样品 ～１ ・ ｍ
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第２ 卷 ， １ 期 ６ 第 ２
２００６年 １２月
光
谱
学 与 光
谱 分
析
ｖ ｌ２＇ １， ２４— ５ ０ ６ ・ Ｎ ２ｐ ２７ ２０ ｐ ２
Ｄｅ ｅ ｅ ，２ ０ ｃ ｍｂ ｒ ０ ６
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蚀总量的一半 以上 ， 在钢材 的大气 腐蚀研 究 中， 钢和低合 碳 金钢的腐蚀尤为重要。 各发达 国家 已经积 累了大量的各种材
本文以 青岛腐蚀站带锈样品为研究对象， 运用红外吸收光谱 和拉曼散射光谱分析的方法， 分别进行了比较测试及分析，
为大气腐蚀试验课题提 供有用的测试信息 。
作者简介 ： 晓梅 ，女，１ ６ 杨 ９ ３年生 ， 宁夏大学物理电气信息学 院副教授

大气腐蚀评价报告1. 引言大气腐蚀是指由于大气中存在有害气体、湿度等因素，对金属及其他材料表面产生腐蚀性作用的现象。

大气腐蚀对于建筑物、管道、桥梁等金属构件的安全和耐久性具有重要影响。

本报告针对某建筑物结构的大气腐蚀情况进行评价，旨在提供相关数据支持和建议措施。

2. 方法为了评价大气腐蚀情况，我们采用了以下方法：2.1. 采样和分析首先，我们在建筑物表面选取了10个不同位置的样本点进行采样。

随后，通过使用金相显微镜和扫描电子显微镜等仪器，对所采集的样本进行分析，观察样本表面的腐蚀情况并进行分类。

2.2. 环境数据采集我们通过布设环境监测仪器，采集了建筑物周围的环境数据，包括温度、湿度、有害气体浓度等。

这些数据将有助于我们了解大气环境对腐蚀的影响。

2.3. 数据处理和分析通过对样本和环境数据的处理和分析，我们将评估大气腐蚀的程度，并确定腐蚀的主要原因。

同时，我们还将根据评估结果提出相应的预防和控制措施。

3. 结果与讨论3.1. 样本腐蚀评价经过金相显微镜和扫描电子显微镜的分析，我们观察到样本表面存在不同程度的腐蚀现象。

其中，样本1、样本3和样本7表面的腐蚀最为严重，存在大面积的腐蚀坑。

样本2和样本6表面的腐蚀程度相对较轻，主要为表面钝化和色斑。

其他样本的腐蚀情况较为一般。

3.2. 环境数据分析我们采集并分析了建筑物周围的环境数据。

结果显示，在夏季和潮湿的日子里，湿度较高，会加速大气腐蚀的发生。

此外，有害气体浓度高的区域也更容易出现腐蚀问题。

3.3. 腐蚀程度评估综合样本分析和环境数据分析的结果，我们对建筑物的大气腐蚀程度进行了评估。

根据评估结果，建筑物的一些部位存在较严重的大气腐蚀，需要采取有效的防护和修复措施。

3.4. 预防和控制措施综合评估结果，我们建议采取以下预防和控制措施来减少大气腐蚀对建筑物的影响：•定期清洗和涂覆防腐涂层以保护金属表面；•加强环境监测，控制有害气体排放；•提高通风条件，降低湿度；•定期进行腐蚀状态检查和维护。

我 国是 世界 上最 大 的煤 炭生 产 同和 消费 国 ，Ｏ Ｓ： 污 染十分 严重 ， 分地 区大 气 中的 为 ００ ／ ． ｍｇ 。 ２ ｍ 被 污染 的大 气 环境 不仅 危 害 人类 身体 健 康 ， 影
境 容量 的 ６ ％ｔ 。虽然 近两 年来 我 国 Ｓ ０ Ｏ 的排放 量 响 人们 的正 常生 活与 Ｔ作 ， 且对 建筑 、 属Ｔ 程结 而 金 有所 减少 ， 仍然 大 大 的超 出了环境 的承载 力 ， 但 被污 构 等 也带 来 了危 害 ， 加速 其 腐 蚀 ， 短 其使 用 寿 命 。 缩 染 大 气 【Ｓ ｝ Ｏ 的最 大 质量 浓 度 可 达 到 ０２ ｇ 而 据 资料 报道 １ 界上 因腐 蚀造 成 的金属 浪 费 ， 年经 Ｊ ． ｍ／ ， ７ ｍ ３ １ 世 其
第８ 卷
第２ 期
王丽媛等 ： 大气 环境 中 ｓ ０ 影响金属腐蚀 的研 究进展
・６ ３・
英 同 ３５ １本 １ ５ 加拿 大 ３ ． ％， ３ ． ％， ２ ％。我 国虽没 有精确
室内模拟实验虽然运用广泛 ， 但也存在缺点 ： 不
统计， 但估 计年 经济 损失约 占当年 国民经济 总产 值 的 能够 直接 反应 自然状 态 下 Ｓ ： 响 金属 的腐 蚀 ， 内 ０影 室 ４ ％。Ｓ ： Ｏ被公认 为 大气 中最重 要 的腐 蚀性 气体 ， 能 模 拟 实验 所 得 数据 与 自然 环境 中 的腐蚀 数 据存 在着
趋 势。
关键 词 ： Ｏ！ 金 属 ；大气腐蚀 ； Ｓ ； 环境 因素
中图分 类号 ： Ｇ１２３ Ｔ ７．
文献标 识码 ： Ａ
文章编 号 ： ６ ２ ２ ２ ２ １ ）２ ０ ２ ０ １７ —９ ４ （０ １ ０ —０ ６ — ５

气候条件对金属腐蚀机理的影响气候条件对金属腐蚀机理的影响气候条件是指大气湿度、温度、降水、气候变化等因素的综合状况。

在不同的气候条件下，金属材料的腐蚀机理也会有所不同。

本文将分析气候条件对金属腐蚀机理的影响，并阐述如何在不同气候条件下保护金属材料。

首先，大气湿度是影响金属腐蚀的重要因素之一。

湿度越高，金属表面的氧化速度越快，腐蚀也会更加严重。

因为在高湿度环境中，空气中的水分子容易吸附在金属表面，形成水合物，加剧了金属的腐蚀反应。

尤其在气候潮湿的地区，金属材料容易受潮，导致腐蚀速度加快。

因此，在这种环境下保护金属材料的关键是要控制湿度，例如通过加湿设备、通风系统等手段控制室内湿度，以减缓金属的腐蚀速度。

其次，温度也对金属腐蚀机理产生重要影响。

温度越高，金属的腐蚀速度就越快。

这是因为在高温环境中，金属表面的氧化反应速度加快，腐蚀反应加剧。

尤其是在高温高湿度的环境中，金属材料容易受到“活化腐蚀”的影响。

活化腐蚀是指金属材料在一定温度下，因氧化物膜形成速度大于其再生速度而导致的腐蚀现象。

因此，在高温环境下，特别是潮湿的高温环境中，应采取一系列措施来保护金属材料，如采用耐高温材料、选择合适的涂层、增加通风降温等。

另外，降水也会对金属腐蚀产生影响。

在多雨的地区，金属材料可能会受到雨水的侵蚀，形成水强腐蚀。

特别是在酸雨的环境下，酸性物质会加速金属的腐蚀，给工业设备和建筑结构带来严重的损害。

因此，在这些地区，应根据降水情况采取相应的腐蚀保护措施，如增加材料的防锈涂层、加强设备的排水和防水措施等。

最后，气候变化也会对金属腐蚀机理产生影响。

随着全球气候的变暖，气候极端事件的频率和强度增加，金属材料的腐蚀问题也变得更加突出。

例如，强烈的风暴和海洋气候会导致海洋结构物和海上设备更容易受到腐蚀。

因此，在气候变化背景下，应加强对金属腐蚀的预防和治理，提高金属材料的防腐蚀性能，采取有效的维护和修复措施。

综上所述，气候条件对金属腐蚀机理产生了显著的影响。

２． Ｓｔ ａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａ ｂｏ ｒａｔ ｏ ｒｙ ｏ ｆ Ｏｆ ｆｓ ｈｏ ｒｅ Ｗｉ ｎ ｄ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏｌ ｏｇ ｙ ａｎ ｄ Ｔｅ ｓｔｉ ｎ ｇ， Ｘ Ｅ ＭＣ Ｗｉ ｎｄ ｐｏ ｗｅ ｒ
Ｃ ｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ，Ｘ ｉ ａ ｎ ｇ ｔ ａ ｎ ｉ ｎ Ｈ ｕ ｎ ａ ｎ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｅ ４ １ １ １ ０ ２ ） Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｃ ｏ ｙ ｒ ｏ ｓ ｉ Ｏ ｉ ｌ ｉ ｎ ａ ｔ ｍ ｏ ｓ ｐ ｈ ｅ ｒ ｉ Ｃ ｅ ｎ ｖ ］ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ｗ ｉ Ｉ １ ｌ ｅ ａ ｄ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｂ ｒ ｉ ｔ ｔ 】 ｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ
１ 应 力腐 蚀 特 征 及 机 理
１ １应 力腐 蚀 的 特 征
应力腐 蚀断裂 是应 力 腐蚀介 质协 同作 用引起 的金 属腐蚀 断裂现象 。发生应力腐蚀 断裂通 常需 具备 以 Ｆ条 件 ：敏感材料 、特定环 境和托 伸虚 力 ０ ，因此应 力腐 蚀
断 裂 具 有 以下 几 个 特 征 ： １ ． １ ． １ 应 力 特 征
的 呵冉 生能源 ， 目前 ，风力发 电已经成为我 国可持续 发 展战略 的重 要组成部 分。海 ｊ 二 风能资源极 为丰富 ，海上
风 电 具有 巨 大 的 发 展 空 间 ，我 国 风 力 发 电 “ 二 五 ”规 划 已 经 明 确 提 出海 上 风 电将 成 为 重要 的发 展 方 向 。 塔 简 是 风 力 发 电 机 组 的 主 要 支 撑 结 构 ，在 服 役 过 程 中 ，会 经 受 日光 、雨 水 、腐 蚀 介 质 等 环 境 因 素 作 用 ，容

锌及其合金的大气腐蚀研究现状锌及其合金的大气腐蚀研究现状一、引言锌及其合金在工业生产和日常生活中广泛应用，但长期暴露在大气环境中容易受到腐蚀。

对锌及其合金的大气腐蚀行为进行研究具有重要意义。

二、锌及其合金的组成与特性1. 锌的组成与特性锌是一种化学元素，原子序数为30，属于过渡金属。

它具有良好的导电性和导热性，并且具有较高的抗腐蚀性能。

2. 锌合金的组成与特性锌合金是由锌和其他一种或多种元素组成。

常见的锌合金包括铝锌合金、镁锌合金等。

这些合金通常具有更高的强度和硬度，但相对于纯锌来说，它们可能会表现出不同的大气腐蚀行为。

三、大气环境中的腐蚀机制1. 湿润大气环境下的电化学腐蚀湿润大气环境中存在着水分和各种离子物质，这些物质可以导致锌及其合金发生电化学腐蚀。

在阳极反应中，锌会溶解成离子形式，并释放出电子。

而在阴极反应中，氧气和水会接受这些电子，形成氢气和氢氧根离子。

这种电化学腐蚀过程会导致锌及其合金的表面发生变化。

2. 大气环境中的化学腐蚀大气环境中存在着各种污染物，例如二氧化硫、盐类等。

这些污染物与锌及其合金表面形成化学反应产物，进而引发化学腐蚀。

二氧化硫会与锌反应生成硫酸锌，并在湿润条件下加速了锌的溶解速度。

四、影响大气腐蚀的因素1. 湿度湿度是影响大气环境中锌及其合金腐蚀的重要因素之一。

较高的湿度会导致更多的水分接触到材料表面，从而加速了电化学和化学反应。

2. 温度温度对大气腐蚀也有一定的影响。

一般来说，较高的温度会加速腐蚀过程，因为化学反应速率随温度的升高而增加。

3. 大气污染物大气中的污染物种类和浓度也会对锌及其合金的腐蚀产生影响。

不同的污染物可能引发不同的化学反应，进而导致不同的腐蚀行为。

五、锌及其合金的抗腐蚀措施1. 表面涂层在锌及其合金表面涂覆一层保护性涂层是常用的抗腐蚀措施之一。

这些涂层可以提供物理隔离和化学保护，从而减缓大气环境中的腐蚀过程。

2. 合金改性通过添加其他元素或改变合金配比，可以改善锌及其合金的抗腐蚀性能。

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。

腐蚀机理对金属材料断裂韧性的影响研究金属材料断裂韧性是衡量金属材料抵抗断裂的能力，同时也是判断金属材料使用寿命和安全性的重要指标之一。

腐蚀是金属材料在大气、水、酸、盐等介质中受到的化学侵蚀，会对金属材料的力学性能和断裂韧性产生重要影响。

本文将讨论腐蚀对金属材料断裂韧性的影响机制及其实验研究。

腐蚀过程中，金属材料的表面会发生氧化、脱耗、溶解等现象，使材料表面产生微环境差异，进而引起应力集中和局部脆化。

首先，腐蚀过程中析出的金属腐蚀产物会导致金属表面的粗糙度增加，从而对金属材料的疲劳寿命产生影响。

其次，腐蚀介质中的溶解物质会与金属表面反应形成氧化物、氢氧化物等产物，附着在金属表面，形成电化学腐蚀电化池，进一步加速金属材料的腐蚀速率。

最后，腐蚀过程中还会引起局部缺陷的产生和扩展，例如腐蚀孔洞、腐蚀裂纹等，从而降低了金属材料的宏观力学性能和断裂韧性。

腐蚀对金属材料断裂韧性的影响可以通过实验研究得到定量的评价。

常用的实验方法包括腐蚀试验、电化学腐蚀试验和断裂韧性试验等。

腐蚀试验可以模拟实际使用条件下金属材料的腐蚀环境，通过浸泡、喷涂等方式对金属材料进行腐蚀处理，然后对腐蚀后的金属材料进行力学性能测试，例如拉伸、冲击和弯曲等试验。

电化学腐蚀试验是通过电化学方法对金属材料进行加速腐蚀，通过监测腐蚀电流和电位的变化来评价金属材料的腐蚀性能。

断裂韧性试验是对金属材料在腐蚀介质中的断裂性能进行评价，常用的测试方法有缺口冲击试验、KIC和JIC等断裂韧性试验。

这些实验方法可以评估金属材料在腐蚀环境中的断裂韧性，并提供依据和参考数据供工程的设计与应用。

需要注意的是，腐蚀对金属材料断裂韧性的影响是一个复杂的过程，受到多种因素的综合影响。

首先，腐蚀介质的性质和浓度会影响腐蚀速率和腐蚀产物的形成和附着情况，从而导致不同程度的断裂韧性下降。

其次，金属材料的化学成分和晶体结构也会影响腐蚀电化学反应的进行和腐蚀产物的生成，进而影响断裂韧性的改变。

金属铀环境腐蚀的表面状态研究仲敬荣;褚明福;肖洒;肖吉群;邹乐西【摘要】采用显微激光拉曼和傅立叶变换红外光谱技术,结合扫描开尔文力显微镜,在线研究了金属铀在大气环境中、一定温度范围内样品表面腐蚀的微区形貌和反应产物的变化情况.结果表明,金属铀在室温时表面微区形貌呈球形凸凹粒状不均匀分布,且在颗粒边缘和凹坑处表面电位较高,易发生点蚀.在大气环境条件下会吸附空气中的O2、H2O和CO2反应生成UO2、铀酰化物和碳酸盐等,不同温度加热,铀表面首先出现活性腐蚀亮斑,并逐渐积累长大,其主要氧化产物UO2在260℃以上开始转化为U3O8.【期刊名称】《核化学与放射化学》【年(卷),期】2010(032)001【总页数】8页(P27-34)【关键词】铀;腐蚀;拉曼;红外;开尔文力显微镜【作者】仲敬荣;褚明福;肖洒;肖吉群;邹乐西【作者单位】中国工程物理研究院,四川,绵阳,621900;表面物理与化学国家重点实验室,四川,绵阳,621907;表面物理与化学国家重点实验室,四川,绵阳,621907;中国工程物理研究院,四川,绵阳,621900;中国工程物理研究院,四川,绵阳,621900【正文语种】中文【中图分类】O615.11金属铀化学性质活泼，其表面腐蚀行为已引起人们极大关注。

已有研究通常采用X(U)PS、AES、S(T)EM、XRD等基于原子水平的表面分析技术，分析铀及铀合金的冶金学及其在不同条件下的腐蚀状态[1-4]。

但这些分析方法往往需要(超)高真空环境，且难以获得样品实际贮存环境中腐蚀反应的相关信息。

而分子光谱法和扫描探针显微镜技术则能够在关注环境中在线监测材料的反应过程，获取材料表面反应产物的分子结构信息及其微区形貌或电性质变化情况。

分子光谱法主要研究分子中以化学键联结的原子之间的振动光谱和分子的转动光谱，利用特征谱带的频率，推断分子中可能存在的基团或键，进而确定物质的化学结构。

红外和拉曼光谱法可看作研究分子能级间跃迁的互补方法，常用于定性和半定量分析。

第21卷第3期装备环境工程2024年3月EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING·129·热喷涂高铝含量Zn-Al合金涂层热带岛礁大气环境腐蚀行为研究郭强1，赵巍2，张冲1（1.北京机械设备研究所，北京 100854；2.空军装备部驻北京地区第一军事代表室，北京 100854）摘要：目的研究Zn-Al合金涂层在热带海洋大气环境中的腐蚀行为，为低合金钢长效防护涂层的选用提供依据。

方法采用电弧热喷涂和高铝合金丝制备高铝含量Zn-Al合金涂层，通过户外暴露试验，采用目视、扫描电镜及能谱仪、金相显微镜、XRD、电化学交流阻抗谱和动电位极化曲线等方法，对不同暴露周期的涂层宏观、微观表面形貌、成分组成、截面形貌、腐蚀产物组成、电化学性能和腐蚀速率等进行观察、测试。

结果 Zn-Al合金涂层是以质量比为50%:50%的Zn/Al合金组成。

在0~540 d周期内，涂层腐蚀产物主要由碱式锌铝碳酸盐化合物Zn6Al2(OH)16CO3·H2O和羟基锌铝碳酸盐化合物Zn0.70Al0.30(OH)2(CO3)0.15·x H2O、Zn0.71Al0.29(OH)2(CO3)0.145·x H2O等组成，其对涂层孔隙进行填充。

相对于初始涂层，180、360、540 d腐蚀后，涂层的极化电阻增加1个数量级，自腐蚀电位增加了约200 mV，自腐蚀电流密度降低至30%左右。

结论该Zn-Al合金涂层在腐蚀后保持较低且稳定的腐蚀速率，具有较好的耐腐蚀性能，致密且黏性的腐蚀产物对涂层孔隙起到了自封闭作用，显著提高了涂层的耐蚀性。

关键词：电弧热喷涂；高铝锌基合金；涂层；热带岛礁；大气腐蚀；腐蚀规律中图分类号：TG172 文献标志码：A 文章编号：1672-9242(2024)03-0129-09DOI：10.7643/ issn.1672-9242.2024.03.017Corrosion Behavior of Thermal Sprayed Zinc-Aluminum Alloy Coating withHigh Aluminum Content in Tropical Island-reef Atmospheric EnvironmentGUO Qiang1, ZHAO Wei2, ZHANG Chong1(1. Beijing Institute of Machinery and Equipment, Beijing 100854, China; 2. First Military RepresentativeOffice of Air Force Equipment Department in Beijing, Beijing 100854, China)ABSTRACT: The work aims to investigate the corrosion behavior of thermal sprayed Zn-Al alloy coatings with high aluminum content in the tropical marine atmospheric environment, so as to provide selection evidence of long-term protective metal coat-ings on low alloy steel. An outdoor exposure test in a tropical island-reef atmospheric environment was conducted to research the corrosion behavior of Zn-Al alloy coatings with high content of Al on low alloy steel. By the means of visual observation, scanning electron microscope (SEM), energy diffraction spectrum (EDS), optical microscope, X-ray diffraction, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potential-dynamic polarization curve, et al, the macroscopic and microscopical surface mor-phology, chemical composition, section morphology, corrosion product composition, electrochemical properties and corrosion收稿日期：2023-10-31；修订日期：2024-02-18Received：2023-10-31；Revised：2024-02-18引文格式：郭强, 赵巍, 张冲. 热喷涂高铝含量Zn-Al合金涂层热带岛礁大气环境腐蚀行为研究[J]. 装备环境工程, 2024, 21(3): 129-137. GUO Qiang, ZHAO Wei, ZHANG Chong.Corrosion Behavior of Thermal Sprayed Zinc-Aluminum Alloy Coating with High Aluminum Content in Tropical Island-reef Atmospheric Environment[J]. Equipment Environmental Engineering, 2024, 21(3): 129-137.·130·装备环境工程 2024年3月rate were observed and tested. The weight ratio of Zn and Al in Zn-Al alloy coatings was 50%: 50wt%. The corrosion product layer on the Zn-Al alloy coating mainly consisted of basic zinc aluminum carbonate compound Zn6Al2(OH)16CO3.H2O, and hy-droxy zinc aluminum carbonate compounds such as Zn0.70Al0.30(OH)2(CO3)0.15·x H2O and Zn0.71Al0.29(OH)2(CO3)0.145·x H2O, which sealed the pores in the Zn-Al alloy coating. Compared with the uncorroded coating, the coating after 180 d, 360 d and 540d exposure increased by an order of magnitude, and the free corrosion potential increased about 200 mV, and the self-corrosioncurrent density decreased to about one-third of the uncorroded coating. After corrosion, the Zn-Al alloy coating shows low and stable corrosion rate, which shows excellent anti-corrosion properties. Dense and viscous corrosion products seal the pores of the coating, improving the corrosion resistance of the Zn-Al alloy coating.KEY WORDS: arc thermal spraying; high Al-Zn based alloy; coating; tropical island-reef; atmospheric corrosion; corrosion rule由于纬度较低、远离大陆等地理原因，我国某热带海域腐蚀等级较高，按照ISO 9223—2012《金属和合金的腐蚀大气的腐蚀性分类》的规定，其腐蚀等级达到了C5或CX级，该海域是我国乃至世界腐蚀等级极高的海域之一[1-3]。

ｐｏ ｉｅ ． ｒ ｖｄ ｄ
Ｋｅ ｏｄ ： ２ ５ｓ ｅ； ｏ ｏｉｎ； ｔ ｃｒ ｓ ｎ ｐｏｒｓ ｙｗ ｒ ｓ Ｑ ３ ｔ ｌｃｒ ｓ ａ ｉ ｏｒ ｉ ； ｒｇｅｓ ｅ ｒ ｏ ｎ－ ｏｏ
金属腐蚀问题遍及国 民经济和 国防建设各 部 门， 其危害性十分严重。首先 ， 易造成重大的经济损 失 ，全世界 因腐蚀 而损耗 的金属 约 占年 总产量的 ３％， ０ 其中有 １ 是不可再生的。 ／ ３ 其次 ， 在某些腐蚀体 系中（ 特别是伴随着应力作用下 ）可能造成灾难性 ， 事故。此外 ， 金属腐蚀还会阻碍科学技术 的发展 ， 饲 如 ，法 国的拉 克油 田 １５ 年 因解 决 不 了设 备 发 生 ９１
刘 焱等 ・２ ５钢在 大气 、 Ｑ３ 土壤 、 溶液 中 的腐蚀 及 防护 研究 进 展
Ｎ Ｃ 在 各种 污 染 物 中是 具 有 非 常 强 腐 蚀 性 的污 染 ａＩ 物。 何建 新 ， 晓洲等 ［ 秦 ３ Ｊ 采用 Ｑ ３ ２５钢在 海 南 万 宁距 海 岸 ９ ｍ、５ ５ ２ ｍ和 海 洋平 台 ３个 暴 露 点 进 行 了半 年
中图 分 类号 ： ７ ． Ｔ ２ Ｇ１ ４ 文 献 标 识码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ９ ５ ３ ２ ０ ）０ — ０ ６ ０ １０ ３ ８ （０ ８ 一 ５ ０ ６ — ５
Ｐ ｏ ｒｓ ｆ ｒｏ ｉｎ ａ ｄＡｎ ｉｃ ｒｏｉｎｏ ３ ｔｅ ｍｏｐ ｅｅ ｒ ｇ ｅｓｏ ｒ ｓ ｎ ｔ ｏ ｒ ｓ ｆ Ｃｏ ｏ － ｏ Ｑ２ ５Ｓｅｌ ｎＡｔ ｓ ｈ ｒ ， ｉ
ＨＳ ２ 应力腐蚀开裂 问题 ， 推迟到 １５ 年才能全面开 ９７
发 。因此 ， 有限 的资 源与 能源 出发 ， 从 研究 金 属腐蚀
与防护 问题 ，具 有较 大的现 实意义 和经济意义 。 Ｑ ３ 广 泛应 用 于 石油 化 工 机 械 、 筑 、 属 加 工 ２５钢 建 金 业等方 面 ， 具有含碳量低 、 强度 、 韧性好 、 价廉等优 点， 我省一些煤气、 自来水管道 ， 也广泛地使用 Ｑ ３ ２５ 钢。本就 Ｑ ３ 钢在大气 、 ２５ 土壤 、 溶液中腐蚀的研究 以及 防护研究 现 状进 行 综 述 ，以期 为 Ｑ ３ ２ ５钢 的应 用提供理论依据。 ｌ Ｑ３ ２ ５钢的腐 蚀研 究

金属和陶瓷材料的耐腐蚀性研究金属和陶瓷材料是工业制作的常见材料。

而在许多工业和生产领域中，这些材料的耐腐蚀性显得特别重要，因为它关系到产品的质量和寿命。

因此，耐腐蚀性的研究和应用逐渐成为一个热门领域。

一、金属材料的耐腐蚀性金属材料在大气中和水中常常会受到腐蚀的侵蚀和损坏。

由于不同金属材料在针对性腐蚀的性能上有所差异，因此，对于每一种金属材料，都需要研究其耐腐蚀性以确定其适用性。

首先，金属材料的耐腐蚀性是取决于其化学成分和微观结构的。

特别是，微观结构反映了在材料真正使用环境下的表面磨损和变化。

微观结构可控技术能有效地提高金属材料的耐腐蚀性，例如通过表面合金、异物弥散和微纳结构的调控方法等。

其次，提高金属的耐腐蚀性有多种方法。

传统的方法是通过电镀或喷涂一层防腐层，例如可以使用镀铬、镀锌、电镀镍、涂漆或喷涂聚合物等方法来实现。

近年来，强化表面通常采用表面处理技术，例如冷焊接、激光熔覆、喷涂高能粒子等，这些方法可以增强表面强度和耐腐蚀性。

二、陶瓷材料的耐腐蚀性陶瓷材料在化学和电化学环境中具有高耐腐蚀性和高温稳定性等特殊性质。

特别是，在高温下和强酸、强碱等强腐蚀性介质中能够表现出良好的耐腐蚀性。

常见的耐腐蚀性良好的陶瓷材料有氧化铝、二氧化硅、氮化硅和碳化硅等。

氧化铝材料是一种用于大范围工业应用的主要陶瓷材料。

它的耐腐蚀性好、硬度高、耐磨性强、高温稳定性好等其他优点，使其在航空航天、汽车和机械工业等领域中有广泛的应用前景。

因此，提高氧化铝材料的耐腐蚀性是非常必要的课题。

研究表明，提高氧化铝材料的耐腐蚀性可以通过控制熔体制备和生长条件、添加一些稀土元素（例如Y、La、Ce、Nd等）等方法来实现。

总之，对材料的耐腐蚀性进行研究是非常必要的。

目前，随着工业技术的发展和电子化、智能化、绿色环保等要求的提出，人们对材料的性能、成本和耐久度提出了更高的要求。

因此，进一步研究金属和陶瓷材料的耐腐蚀性是一个重要的研究方向，它将推动材料科学的长足发展和实际应用的不断改进。

高强度大直径SWRS82B盘条大气腐蚀的实验研究随着现代工业化进程的发展，高强度大直径钢材在工业中的应用越来越广泛，然而，钢材在大气中长期使用后，容易遭受腐蚀，这对钢材的使用寿命和性能都会造成严重的影响。

因此，对于大直径高强度钢材的大气腐蚀研究具有非常重要的意义。

本文以SWRS82B盘条为样本，通过实验来研究其大气腐蚀性能。

首先，我们需要了解SWRS82B盘条的基本性质。

SWRS82B是一种高强度的合金钢，主要成分为碳、铬、钼、钴等。

其具有很高的强度、抗拉强度和耐蚀性，广泛应用于各种机械设备和工程结构中。

实验中，我们使用了盐雾腐蚀实验方法对SWRS82B盘条进行了测试。

首先将样本进行加工和抛光，然后放入盐雾试验箱中，连续进行240h的盐雾腐蚀实验。

实验过程中，我们每隔24h对样本进行一次观察和测试，以记录其腐蚀程度。

通过实验结果的分析，我们发现SWRS82B盘条在盐雾腐蚀环境中，虽然出现了少量的腐蚀，但整体腐蚀程度还是比较轻微的。

在实验结束时，样本经观察，表面仍然较为光滑，没有出现严重的腐蚀痕迹。

然后，我们对SWRS82B盘条进行了材料显微结构分析。

通过显微结构的观察，我们发现SWRS82B盘条的晶体结构比较致密，晶粒大小分布较为均匀，这也是其抗腐蚀性能良好的原因之一。

此外，SWRS82B盘条中的铬、钼等元素也具有良好的抗腐蚀性能，这也有助于其抵抗大气腐蚀的发生。

综上，本实验研究了SWRS82B盘条在大气腐蚀环境下的腐蚀性能。

实验结果显示，SWRS82B盘条在盐雾腐蚀环境下，虽然出现了少量腐蚀，但整体腐蚀程度较轻微，这主要得益于其材料的致密晶体结构和铬、钼等元素的抗腐蚀性能。

这一实验结果对于工程结构中的SWRS82B盘条的使用和维护具有重要的参考价值。

在盐雾腐蚀实验中，我们记录了SWRS82B盘条在不同时间内的重量变化、表面颜色变化和表面形貌变化等数据。

首先是重量变化数据。

根据实验记录，SWRS82B盘条在实验开始后，前24小时腐蚀量约为0.05mg/cm²，接着在72小时时腐蚀量达到了最大值，为0.07mg/cm²；之后表现出稳定的趋势，最后在实验结束时腐蚀量为0.06mg/cm²。

大气湿度对材料腐蚀性能的影响研究引言：材料的防腐蚀性能一直是工程领域中一个重要的研究方向。

众所周知，湿度是大气中水汽含量的浓度刻画，而湿度的变化往往会对材料的腐蚀性能产生重要影响。

本文将探讨大气湿度对材料腐蚀性能的影响以及可能的应对方法。

影响因素分析：大气湿度是腐蚀过程中的一个重要因素，它通过与材料表面的物质相互作用，加速了腐蚀的发生。

湿度的变化也会引起材料的氧化、腐蚀速率的变化，从而对材料的性能产生显著的影响。

此外，湿度还与大气中的污染物质相互作用，形成强酸或强碱，进一步加剧了材料的腐蚀。

湿度对金属材料的影响：湿度对金属材料的腐蚀性能有着直接而显著的影响。

在高湿度环境中，金属表面很容易受到水分的吸附，在水膜的存在下，金属表面的电化学反应得以促进，从而加速了腐蚀发生。

此外，湿度的变化还会影响金属表面的氧化速率，使金属材料的耐蚀性能发生变化。

湿度对非金属材料的影响：除了金属材料，湿度也会对非金属材料的腐蚀性能产生影响。

例如，高湿度环境下的陶瓷材料容易与水蒸气发生反应，引起材料的膨胀和开裂。

湿度变化还会导致木材吸湿膨胀和变形，降低其机械强度。

应对方法：针对大气湿度对材料腐蚀性能的影响，科学家们提出了一系列的应对方法。

首先，合理选择材料，使其具有良好的抗腐蚀性能。

例如，在高湿度环境下使用不锈钢材料，可以有效降低材料的腐蚀速率。

其次，处理材料表面，采取防护措施，例如表面镀层、电镀等，提高材料表面的耐腐蚀性能。

此外，也可以通过调节湿度和温度的组合，以降低腐蚀速率，缓解大气湿度对材料的影响。

未来展望：随着科学技术的不断进步，对大气湿度对材料腐蚀性能影响的研究也将不断深入。

未来的研究可以进一步深入探讨湿度与温度、大气污染物等因素之间的综合关系，全面分析材料腐蚀性能的变化。

此外，从材料本身的角度，也可以研究设计具有更好腐蚀抵抗性能的新型材料。

结论：湿度作为大气中的一个重要因素，对材料腐蚀性能具有直接而显著的影响。

精心整理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。