电偶腐蚀测试的定义及其方法 |
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电偶腐蚀的定义及其原理 电偶腐蚀也叫以异金属腐蚀或接触腐蚀,是指两种不同电化学性质的材料在与周围环境介质构成回路时,电位较正的金属腐蚀速率减缓,而电位较负的金属腐蚀加速的现象。构成这种现象的原因是这两种材料间存在着电位差,形成了宏观腐蚀原电池。电偶腐蚀作为一种普遍的腐蚀现象,可诱导甚至加速应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、氢脆等腐蚀过程的发生。产生电偶腐蚀应同时具备下述三个基本条件: 第一,具有不同腐蚀电位的材料,电偶腐蚀的驱动力是被腐蚀金属与电连接的高腐蚀电位金属或非金属之间产生的电位差; 第二,存在离子导电支路,电解质必须连续地存在于接触金属之间,构成电偶腐蚀电池的离子导电支路; 第三,存在电子导电支路,即被腐蚀金属与电位高的金属或非金属之间要么直接接触,要么通过其他电子导体实现电连接,构成腐蚀电池的电子导电支路。 电偶腐蚀试验原理如下图所示: 图1 电偶腐蚀原理示意图 电偶腐蚀测试的意义及应用领域 电偶腐蚀存在于众多的工业装置和工程结构中,它是一种最普遍的局部腐蚀类型。轮船、飞机、汽车等许多交通工具都存在着异种金属的相互接触,都会引起程度不同的电偶腐蚀。电偶腐蚀甚至存在于电子和微电子装备中,它们在临界湿度以上及腐蚀性大气环境下工作时,许多铜导线、镀金、镀银件与焊锡相接触而产生严重的电偶腐蚀。纽约著名的自由女神铜像内部的钢铁支架发生的严重腐蚀就是因为发生了电偶腐蚀,许多钢铁支架锈蚀得只剩下原来的一半,铆钉也已脱落;同时在潮湿空气、酸雨等作用下,铜皮外衣也被腐蚀得比原先薄了许多。据报道,各军兵种的军事装备由于电偶腐蚀,破坏了它们的可靠性,导致电子装备的早期失效,直接影响乃至丧失它们的作战能力。 在某些情况下,两种不同的金属虽然没有直接接触,在意识不到的情况下也有引起电偶腐蚀的可能。例如循环冷却系统中的铜零件,由于腐蚀下来的铜离子可通过扩散在碳钢设备表面上沉积,沉积下的疏松的铜粒子与碳钢之间便形成了微电偶腐蚀电池,结果引起了碳钢设备严重的局部腐蚀。这种现象起因于构成了间接的电偶腐蚀,可以说是一种特殊条件下的电偶腐蚀。 电化学测试方法部分 电偶腐蚀仪器测试的基本原理: 电偶腐蚀测试是在不施加任何电压或电流的条件下,简单测量两个不同电极的自由流动的电流值以及工作电极和参比电极之间的电压差,如下图所示: 图2 偶对配置及电连接示意图 电偶腐蚀法的测量信号: 测试方法: 1、仪器与装置 DH7000或DH7003双恒电位仪,玻璃烧杯,饱和甘汞电极,天平,尺子。 2、样品的制备 按照《GB/T 15748-2013船用金属材料电偶腐蚀试验方法》取尺寸为100mm x40mm x2mm的铜片和镀银铜片作为我们的实验试样。将试样表面用水砂纸打磨,使表面粗糙度按照《GB/T 1031-2016产品几何规范(GPS)表面结构轮廓法》的要求Ra |
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