[發明專利]模擬鋁和鋁合金在工業污染大氣環境腐蝕過程的試驗方法

無效

• 申請號: 201010010127.3
• 申請日: 2010-01-18
• 公開（公告）號: CN102128781A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 王振堯;汪川;魏偉;謝陳平;韓薇;馬騰
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 張志偉

技術領域

本發明涉及鋁和鋁合金的大氣腐蝕模擬技術，具體為一種模擬鋁或鋁合金在工業污染大氣環境下腐蝕過程的試驗方法。

背景技術

鋁和鋁合金具有優異的性能，在交通、能源、食品、電子等領域都有廣泛的應用，特別是航空工業。大多數鋁和鋁合金有良好的抗大氣腐蝕性能，通常可以在沒有保護的情況下長期地使用，不會由于出現孔蝕等而導致結構失效，但是在腐蝕性較重的工業大氣和海洋大氣中鋁合金的腐蝕問題還比較突出。鋁合金LY12和鋁合金LC4(對應于AA2024和AA7075)是兩種廣泛使用的可熱處理的變形鋁合金，為提高抗蝕性能，LY12和LC4的板材表面分別包有一層工業純鋁或含1wt％Zn的包鋁層。隨著我國工業化進程的加快和經濟目標的定位，我國局部地區大氣污染有加重的趨勢，鋁和鋁合金的大氣腐蝕問題也較以前受到更多的關注。環境因素對鋁及其合金的大氣腐蝕的影響和其它金屬相似，與環境大氣的相對濕度、溫度、大氣中SO₂的濃度、Cl^-的含量以及降水量、酸度等相關性較大。因此，開展鋁及其合金在典型污染大氣中的腐蝕行為研究，具有理論價值和現實意義。

傳統的大氣暴露試驗獲得的數據直觀、可靠，能夠反映材料在自然環境中的實際腐蝕情況，但其存在實驗周期長、費用高、環境因素不易控制等不足，這促使研究者們越來越重視實驗室的模擬加速試驗方法的發展和應用。由于大氣環境的復雜多樣，各種材料對環境因子腐蝕的敏感性存在差異，因此，任何一種模擬加速腐蝕試驗方法的建立，都要針對具體的環境和材料，依據環境特征來設定多組試驗參數，通過一系列試驗篩選出模擬性、加速性和重現性都好的試驗條件來實現。我們所建立的試驗方法能夠控制大氣腐蝕的影響因素——溫度、潤濕時間、腐蝕介質濃度等，可以在不改變腐蝕機理的前提下，使鋁及鋁合金的腐蝕加速到易于觀察和表征的程度，從而實現對鋁及鋁合金大氣腐蝕過程和機理的認識。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有模擬性、加速性和重現性的模擬鋁和鋁合金在工業污染大氣環境腐蝕過程的試驗方法，解決傳統的大氣暴露試驗存在的實驗周期長、費用高、環境因素不易控制等問題。

本發明的技術方案是：

一種模擬鋁和鋁合金在工業污染大氣環境腐蝕過程的試驗方法，以鋁和鋁合金為試驗材料，以0.02mol/L?NaHSO₃+0～0.006mol/L?NaCl的水溶液為腐蝕介質，按“浸漬→干燥→濕潤”順序每10～20分鐘循環一次，其中：浸漬40～50℃，1～2分鐘；干燥50～60℃，8～15分鐘；濕潤40～50℃，1～3分鐘；試驗時間為48～240小時。

本發明中，NaCl具體濃度視所要模擬的實際工業大氣環境是否含氯及其濃度而定。

本發明的優點及有益效果是：

(1)采用本發明的試驗方法可以模擬鋁和鋁合金在工業污染大氣環境腐蝕過程，研究試驗材料的大氣腐蝕規律或者快速評價試驗材料的耐大氣腐蝕性，具有幾十倍以上的顯著加速倍率。

(2)采用本發明獲得的腐蝕產物與戶外暴露的相一致。

(3)采用本發明獲得的鋁及鋁合金腐蝕規律為線性規律，與其在實際工業污染大氣環境中得到的大氣腐蝕規律一致。

(4)重復試驗證明具有很好的再現性。

(5)本發明可用于模擬鋁和鋁合金在工業污染大氣環境腐蝕過程，研究試驗材料的大氣腐蝕規律或者快速評價試驗材料的耐大氣腐蝕性，研究其腐蝕機理。

附圖說明

圖1為實施例1和實施例2：帶包鋁層和去包鋁層的LC4鋁合金在0.02mol/LNaHSO₃和0.02mol/L?NaHSO₃+0.006mol/L?NaCl環境中腐蝕失重與試驗時間的關系曲線。

圖2為實施例1：去包鋁層的LC4鋁合金在0.02mol/L?NaHSO₃環境中腐蝕不同時間的微觀形貌；其中，(a)96小時，(b)144小時，(c)和(d)240小時的不同放大倍數。

圖3為實施例3：帶包鋁層和去除包鋁層的LY12鋁合金在兩種腐蝕介質1^st：0.02mol/L?NaHSO₃，2^nd：0.02mol/L?NaHSO₃+0.006mol/L?NaCl中的腐蝕失重與試驗時間的關系曲線。

圖4為對比例：鋁在沈陽地區敞開和遮蔽兩種暴露方式下的腐蝕深度與試驗時間的關系曲線。

具體實施方式