鋁的主要腐蝕形式和腐蝕特點(diǎn)

1、鋁的主要腐蝕形式和腐蝕特點(diǎn)鋁是一種活潑金屬，極容易和空氣中的氧氣起化應(yīng)生成氧化鋁。氧化鋁在鋁制器皿表面結(jié)一層灰色致密的極薄的（約十萬分之一厘米厚）薄膜，這層薄膜十分堅(jiān)固，它能使里力的金屬和外界完全隔開。從而保護(hù)內(nèi)部的鋁不再受空氣中氧氣的侵蝕。鋁和氧化鋁薄膜都能和許多酸性或堿性物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)，一旦氧化鋁薄膜被堿性溶液或酸性溶液溶解掉，則內(nèi)部鋁就要和堿性或酸性溶液起反應(yīng)而漸漸被侵蝕掉。所以鋁制器皿不能用堿性溶液或酸性溶液洗刷，也不能用鋁制器皿盛放純堿、洗衣粉或食醋等物質(zhì)。1、          &#

2、160;   鋁的腐蝕形式：（1） 點(diǎn)腐蝕：點(diǎn)腐蝕又稱為孔腐蝕，是在金屬上產(chǎn)生針尖狀、點(diǎn)狀、孔狀的一種為局部的腐蝕形態(tài)。點(diǎn)腐蝕是陽極反應(yīng)的一種獨(dú)特形式，是一種自催化過程，即點(diǎn)腐蝕孔內(nèi)的腐蝕過程造成的條件，如有腐蝕介質(zhì)（CL-、F-等）、促進(jìn)反應(yīng)的物質(zhì)（CU2+、ZN2+等），既促進(jìn)又足以維持腐蝕的繼續(xù)進(jìn)行。（2） 均勻腐蝕：鋁在磷酸與氫氧化鈉等溶液中，其上的氧化膜溶解，發(fā)生均勻腐蝕，溶解速度也是均勻的。溶液溫度升高，溶液濃度增大，促進(jìn)鋁的腐蝕。（3） 縫隙腐蝕：縫隙腐蝕是一種局部腐蝕。金屬部件在電解溶液中，由于金屬與金屬或金屬與非金屬之間形成縫隙，其寬度足以使介質(zhì)浸入而又使

3、介質(zhì)處于一種停滯狀態(tài)，使得縫隙內(nèi)部腐蝕加劇的現(xiàn)象稱為縫隙腐蝕?？p隙腐蝕特別容易發(fā)生在機(jī)械組件接合的地方，例如金屬墊圈或是鉚接處和鋁門窗與灰漿填隙處。它是屬于一種電池效應(yīng)，但是縫隙一般需在特定程度大小的范圍內(nèi)才會(huì)發(fā)生，例如：有足夠的寬度可使溶液進(jìn)入，足夠窄得使溶液可以停滯等，所以在應(yīng)用或工程上必須要小心，避免發(fā)生足以產(chǎn)生縫隙腐蝕的環(huán)境?？p隙腐蝕的機(jī)構(gòu)很類似穿孔腐蝕的情況，首先是均勻腐蝕，然后因氧濃淡電池會(huì)引起陽極反應(yīng)（缺氧區(qū)）和陰極反應(yīng)（富氧區(qū)），由于間隙內(nèi)氧無法補(bǔ)充，因此陽極反應(yīng)會(huì)繼續(xù)在同一個(gè)位置進(jìn)行，因此產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕結(jié)果。（4） 晶間腐蝕：是在金屬界處發(fā)生局部腐蝕的現(xiàn)象。就電化學(xué)的觀點(diǎn)來看

4、，由于材料的晶粒為陰極，而晶界一般為陽極，因此在均勻腐蝕的情況下，晶界處的腐蝕性仍稍大于晶粒處，如果在特殊情況下，材料的晶界抗蝕元素又相對減少，晶間腐蝕的現(xiàn)象就會(huì)發(fā)生。AL-CU-MG、AL-ZN-MG系鋁合金有晶間腐蝕的傾向。（5） 應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）：鋁合金的SCC是在20世紀(jì)30年代初被發(fā)現(xiàn)的。金屬在應(yīng)力（拉應(yīng)力或內(nèi)應(yīng)力）和腐蝕介質(zhì)的聯(lián)合作用下所發(fā)生的一種破壞，被稱為SCC。SCC的特征是形成腐蝕一種機(jī)械裂縫，既可以沿著晶界發(fā)展，也可以穿過晶爛擴(kuò)展。由于裂縫擴(kuò)展是在金屬內(nèi)部，會(huì)使金屬結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大大下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生突然破壞。材料受到局部應(yīng)力或應(yīng)力作用不平均時(shí)，受到高應(yīng)力作用的區(qū)域會(huì)形成

5、陽極，而受較低應(yīng)力作用的區(qū)域則形成陰極，因此作用應(yīng)力會(huì)使得腐蝕作用更為加速稱謂為應(yīng)呼電池。應(yīng)力腐蝕發(fā)生在冷加工的材料時(shí)，高度冷加工的區(qū)域更具陽極性，另外在材料存在裂縫的情況下，也會(huì)造成應(yīng)力腐蝕。2、              腐蝕的機(jī)理所有的材料尤其是金屬，都存在著腐蝕與防護(hù)的問題。鋼鐵的腐蝕原理與其它金屬有許多共性，所以在討論金屬腐蝕原理及其防護(hù)時(shí)，往往以鋼鐵為主要研究對象。根據(jù)腐蝕因素、腐蝕環(huán)境和腐蝕表面狀態(tài)、金屬腐蝕的機(jī)理可以分為化學(xué)腐蝕，電化學(xué)腐蝕和多因素腐

6、蝕。（1）化學(xué)腐蝕：金屬的化學(xué)腐蝕是金屬在干燥氣體（如氧、氯、硫化氫等）和非電解質(zhì)溶液中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果?；瘜W(xué)反應(yīng)引起引起腐蝕，在腐蝕過程中不產(chǎn)生電流。金屬的化學(xué)腐蝕只在特定的情況下發(fā)生，不具普遍性。例如：金屬的氧化M-OMO。（2） 電化學(xué)腐蝕：金屬的和介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕，在腐蝕的過程中有陽極和陰極區(qū)，電流可以通過金屬在一定的距離中流動(dòng)，如金屬在各種介質(zhì)溶液（如海水、酸、堿、鹽溶液、潮濕大氣等）中的腐蝕。在一般情況下電化學(xué)腐蝕主要為微電池腐蝕和濃差電池腐蝕。（3） 化學(xué)或電化學(xué)加機(jī)械因素的腐蝕：這是多因素引起的腐蝕。由于各種因素的相互作用，往往產(chǎn)生非常激烈的腐蝕，一般包括應(yīng)力腐

7、蝕，腐蝕疲勞、空蝕腐蝕等。電化學(xué)腐蝕是最重要的腐蝕因素，因?yàn)榇蠖鄶?shù)的金屬腐蝕的起因，都可說是一種電化學(xué)反應(yīng)。這里所說的電化學(xué)反應(yīng)是指在相同或不同金屬物體中，由于各種因素使得某些部位產(chǎn)生了局部的陽極反應(yīng)，讓金屬失去了一個(gè)或多個(gè)電子，變成金屬陽離子，亦即發(fā)生陽極氧化作用；而在同時(shí)，另一地點(diǎn)也會(huì)產(chǎn)生陰極反應(yīng)，獲得多出的電子，使得陰極形成還原作用，而構(gòu)成一個(gè)電池效應(yīng)的現(xiàn)象。這種電池效應(yīng)使得陽極金屬造成消溶腐蝕，稱之為電化學(xué)腐蝕。兩種不同金屬就容易發(fā)生這種現(xiàn)象，這其中一種金屬會(huì)較容易失去電子（陽極），而另一種金屬則較容易獲得電子（陰極），透過適當(dāng)?shù)耐?，其結(jié)果是使得陽極金屬陸續(xù)解離形成金屬離子。這些金屬

8、離子，若不是被周圍的電解質(zhì)吸收，就是與非金屬離子結(jié)合形成一層表面的沉積層，因此陽極金屬逐漸失去（被腐蝕），反之，陰極金屬則因此受到保護(hù)。由此可知，電池效應(yīng)發(fā)生的情況必須是，材料發(fā)生氧化電位（或還原電位）不同的兩極，并且有適當(dāng)介質(zhì)的條件下，由于環(huán)境產(chǎn)生了足以形成電解池的條件下才足發(fā)發(fā)生。例如：兩種不相似金屬搭接在一起或金屬兩表面間有潮濕空氣等。不同的金屬具有不同的電極電位（伽凡尼電位），所以當(dāng)兩種不同金屬搭接在一起時(shí)，由于兩者的電位差，就會(huì)產(chǎn)生電流，其原理正如水往低處流的情況一樣。這種電池效應(yīng)的結(jié)果，因電流的通過（從陽極流向陰極），使較高電位金屬發(fā)后陽極消溶腐蝕。當(dāng)電位差愈大，產(chǎn)生的電流愈強(qiáng)，腐

9、蝕損耗率就愈大。在電化學(xué)序位中，伽凡尼電位序位（CalVanic Potential Series）可以說明在不同環(huán)境下，各種金屬陽極性或陰極性的趨勢。在海水、淡水溶液或其他工業(yè)氣氛中，伽凡尼電位序也可能會(huì)有差異，以海水中的伽凡尼電位序而言，依金屬電位由大到小將金屬順序排列，依序?yàn)椋衡洠↘）、鈉（Na）、鎂（Ma）、鋁（Al）、鋅（Zn）、鎘（Cd）、鐵（Fe）、鈷（Co）、鎳（Ni）、鍚(Sn)、鋁（Pb）、銅（Gu）、銀（Ag）、鉑（Pt）、金（Au）。上述電位序中，電位序在前面的金屬對電位序在其后的金屬將形成陽極；相反的，電位序在后的金屬對于電位序在前的金屬成為陰極。這些金屬例如：金、鉑、銀等具有化學(xué)惰性、而從另一方面來看由于電位序在前面的金屬相對于電位序在其后的金屬將形成陽極，由于腐蝕發(fā)生于陽極，因此就可以保護(hù)其后位金屬避免腐蝕標(biāo)準(zhǔn)電極電位見表：電極電極電位/V電極電極電位/V電極電極電位/VMg/Mg2Al/Al3Mn/Mn2Zn/Zn2-2.370-1.660-1.180-0.763Fe/Fe2Ni/Ni2Sn/Sn2Pb/pb2-0.440-0.250-0.136-0.126Cu/C