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第二zhang铝合金化学fu蚀的基本原理

第一jie铝合金fu蚀特dian

铝是一种活泼金shu,标zhun电ji电位较负,jianshi(2-1)。

 

AIP++3e–Al E9-—-1.66V ??(2-1)

磞ou剑?-1)可以看出铝的标zhun电ji电位很负(一1.65V),使铝的金shu落泼蚀bi较qiang,容易beifu蚀。但zai蔰ao是榭鲋校寥幢硐殖鼋细叩目故葱阅堋U馐怯捎趚iaozai空气中能迅速生成一层zhi密的氧化铝保hu膜(这种自然形成的氧化物保hu膜ye]chen之wei钝化膜),qi厚du约wei50~200A(1A=10-1”m,全书同,),这便赋予了铝合金表mian很簃ei哪褪葱阅堋U獠阊趸さ闹饕蒮enweiAlO3,zai高温水中(85%2)生成的氧化膜weiAl2O3·H2O,而且此时生成的氧化膜较厚。铝表mian氧化fanying过程ru下。。

2.A1+6OH-+6H’——2AB*+6OH-+6H(2-2)

这一fanying的进行将daozhi铝表mian周围溶液pH值升高而cheng就性,yin起ru下fanyingbing有H2cong溶液中逸出:

2AB3*+6OH-+6H-—Al(OH)3+3H2412-3

2Al(OH);==Al2O;·H2O+2H2

fanyingshi(2-3)和shi(2-4)的进行,使铝合金表mian能迅速生成一层zhi密氧化膜,祄ei奖u,阻碍fu蚀介zhi的jin蚀作用,使基体金shu不至于进一步同fu续介zhi(ruO2、H2O等)发生fanying,cong而使铝合金zai空气中有较高wending性。由此可jian,铝合金的抗蚀性能由表mian氧化膜性zhi所决ding。

认shi(2-2)中可以看出,铝的fu蚀受H+浓duying响很大。H+浓du升高或絛ang投冀玠aozhiAI(OH);或A12O;·H2O的溶解,cong而daozhi表mian保hu氧化膜层bei破环,qi结果使铝beifu蚀。

当H+浓du絛ang褪眤e有ru下fanying。

Al(OH)3+OH-—-AlOg+2H2O

ALO;·H2O+2OH-—-2AlOg+2H20 (2-6)

当H+浓du升高时ze有ru下fanying。

Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O

Al2O3·H2O+6H+——2Al++4H2O(2-8)

但礲i芤褐蠬+浓du很高或很低时fanyingshi(2-6)和fanyingshi(2-5)可能bing不cunzai甚至zaiH+浓du高达一ding值后,fanyingshi(2-7)ye可能不cunzai,铝将直jiebeifu健成+3价离zi状态。这ye可以cong铝的电位-pH图看出这一关系。

图2-1铝水蟙ang缥?pHping衡简化图(25℃℃)

cong图2-1中可以看出,铝zai酸性环境中,wending性要bizaijian性环境中wending性高得多。zai酸性环境中,当铝的fu蚀电位低于一1.66V时,不管pH值怎样絛ang停炼际莣ending的。而zaijian性环境中ze不同,当jian达到一dingqiangdu后,不管铝的fu蚀电位是多低,铝都是ji不wending的,都将bei剧烈fu蚀。礲i芤簆H值zai4.5~8.5之间,铝chu于钝化区,不管铝fu蚀电位有多高,铝都是以水合氧化铝的形shi占主dao地位,zai铝表mian生成了一层钝化膜。这一钝化膜层对铝起到了保hu作用,使铝有良簃ei男皇葱裕籦eifu蚀。当pH<4.5时wei酸性fu蚀区,当pH>8.5时weijian性fu蚀区。铝zai酸性fu蚀区特别是fu蚀介zhi中han有lusu离讁ou币hua阋跃植縡u蚀wei主,birudian蚀、縴ou吹取V劣谒嵝耘坠猓且恢痔厥饣д鹥ingfu蚀行wei。铝zaijian性fu蚀区ze以全mianfu蚀wei主。cong铝zai酸性fu蚀区和jian性fu蚀区的fu蚀行wei看,铝zai酸性介zhi中bizaijian铝合金常用化学氧化ye能zai铝的电位-pH图中找礿ie胫嗍蕐ing的pH对ying关系。zaijian性环境中对铝合金表mian进行化学氧化时,都是zaipH值约wei12的tiao件下进行。sui然这一pH值tiao件下cong图上看,铝是落zaifu蚀区,但zaijian性氧化溶液中加人的铬酸盐fu蚀抑制剂能阻碍铝fu蚀行wei的发生。而要生成较厚化学氧化膜层、ye必需使溶液对初qi生成的氧化膜层有一ding溶解作用,使溶液能与底层铝ji续fanying增加氧化膜层厚du。zaiqiangjian环境中,溶液温duye较高时,加ru的fu蚀抑制剂hui加速fu蚀过程的进行。相对来说,铝zai酸性环境中wending性要高一些,qi化学氧化pH值

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