[發明專利]耐電化腐蝕性提高的制品

無效

• 申請號: 00804295.0
• 申請日: 2000-02-04
• 公開（公告）號: CN1341162A
• 公開（公告）日: 2002-03-20
• 發明（設計）人: T·J·加羅森;S·J·唐尼;D·P·加夫阿內
• 申請（專利權）人: 開利公司
• 主分類號: C23C30/00
• 分類號: C23C30/00;C23C26/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所
• 代理人: 白益華

本專利申請是申請日為1996年10月21日的待審專利申請08/734146后續的一部分。

技術背景

總的來說，本發明涉及在腐蝕性環境中保護金屬，具體地說，在銅-鋁熱交換器用于空調器中時保護其免受腐蝕。

背景技術

腐蝕是一個涉及兩個同時發生的反應(稱為半電池反應)的過程。一個半電池反應是金屬的氧化即腐蝕。該過程涉及失去電子，例如：

???????????????????來自于氧化過程的電子則被相關聯的還原半電池反應所使用，該還原半電池反應常常是氧或氫的還原，例如

????????????????

???????????????????氧化反應(腐蝕過程)僅能夠以使用氧化過程產生的電子的還原反應所控制的速率進行。這是因為必須保持電荷中性。

當兩種不同金屬在電解液存在下彼此接觸由此形成原電池電偶時，就發生電化腐蝕。較貴重的金屬(在電勢序中較負)可提供附加的表面積，使還原反應在上面發生。這就促進了不太貴重的金屬(在電勢序中較正)發生氧化/腐蝕。腐蝕的程度在兩種金屬的界面處最大，但是也可以在離實際界面一定距離的位置發生。

由銅管和鋁葉片制成的熱交換器的耐腐蝕性是用鋁葉片和鋁管制成的熱交換器約的大低十分之一。如上所述，這是因為當兩種不同金屬(如銅和鋁)在腐蝕性環境中接觸時，會形成原電池電偶，此時較貴重金屬促進較活潑金屬的腐蝕。較貴重金屬(在熱交換器用途中是銅)的不利作用，是：(1)它提供附加表面積，使腐蝕過程的還原反應在其上面發生；和(2)銅上的腐蝕還原反應速率很高。這兩種因素都加快腐蝕過程，導致鋁葉片的腐蝕速率增大至10倍。

在沿海地區，最常見的電解液是鹽水。細小鹽水霧滴會從海岸吹至內陸長達50英里的距離。二氧化硫和其他工業污染物與水汽結合時，也會形成電解液。

阻止電化腐蝕的一個常見方法是用不同類型的涂料涂布腐蝕金屬露出的表面。由于多種原因，這些保護性涂層的成效有限。這些類型涂層的主要問題是它們阻止腐蝕的有效性由于受到一些環境因素例如紫外光和酸雨的影響而下降。另一個常見的問題是涂層材料往往與金屬基材附著得不好，最終會脫落下來或磨蝕掉，露出金屬基材。此外，這些保護性涂層在一定程度上是多孔的，會讓電解液滲透到基材表面，與原電池電偶接觸。這些涂層也可能較為昂貴。

使用鋁葉片和銅管時，用涂料涂布鋁葉片是目前常用的辦法。但是該辦法會降低熱交換器的熱效率，因為它在葉片與管之間插入了妨礙導熱的屏障。它也可能存在這樣的問題：(1)由于銅表面與鋁表面之間的比率增大很多，在葉片圈附近的切變裸鋁邊緣侵蝕很快，(2)在葉片的沖壓過程中，工具磨損和玷污增大，(3)提高成本。

保護性涂層的現有技術是用涂層或油漆覆蓋會腐蝕的金屬，使其與侵蝕性的環境隔開來進行保護的。這個概念是眾所周知的，它是用涂層例如油漆或金屬涂層來保護基材，例如鍍鋅鋼就是如此。在鍍鋅鋼的情形下，鋅涂層對于鋼基材也是犧牲性的。對于原電池電偶，通過選擇在電勢序中彼此接近或類似的兩種金屬，就能夠使這兩種金屬組合的相容性更大，就可有效地降低電化腐蝕的推動力。

發明的揭示

本發明的第一目的是提供一種制品，優選是熱交換器，它在用于腐蝕性環境中時具有提高的耐腐蝕性。

本發明的另一個目的是提供優選由銅和鋁材料分別作為管和葉片的材料制成的散熱片式熱交換器，它的還原反應動力學有所降低，用來抑制這些材料之間的腐蝕活性。

本發明的又一個目的是提供優選由銅和鋁材料分別作為管和葉片的材料制成的散熱片式熱交換器，它能減少在其非腐蝕性銅管上進行了降低還原反應動力學的表面處理，用來抑制相對于較貴重銅管的不太貴重鋁葉片圈的電化腐蝕。

本發明的再一目的是提供優選由銅和鋁材料分別作為管和葉片的材料制成的散熱片式熱交換器，在其非電化腐蝕的銅管上進行用錫的表面處理，與銅性能本身相比，這大大降低還原反應動力學，從而抑制相對于較貴重的銅管來說不太貴重的鋁葉片圈的電化腐蝕。