宣布时间：2021-06-21点击：4518
摘要: 铜及铜合金具有较好的耐腐化性，特别是在庞大卑劣的海洋情况中体现出良好的耐腐化性能。随着海洋工业日益生长，挖掘铜及铜合金的深度耐腐化性能，延长其使用寿命，降低本钱，关于铜及铜合金在海洋工业中的应用显得很是重要。本文对铜及铜合金的腐化剥落行为进行研究，比照5种铜及铜合金在差别海洋情况下的腐化剥落行为，并对其失重量和外貌状态进行纪录和结果剖析，为提高铜及铜合金的耐腐化性提供基础理论依据。
要害词: 铜; 铜合金; 耐腐化性
中图分类号: TG146． 11 文献标识码: A
引言
铜及铜合金具有较好的耐腐化性，特别是在庞大卑劣的海洋情况中体现出良好的耐腐化性能。
因此铜及铜合金被广泛用于海洋工业用质料。
铜合金的化学身分与其耐腐化性息息相关，凭据相关研究标明，在铜中添加镍，并对该合金进行电化学测试，结果标明，通过该合金的电流明显要低于通过纯铜的电流，说明铜镍合金能够有效提高其耐腐化性能［1］。另外在纯铜中参杂锌元素、锡元素、铝元素划分组成高锌铜、锡青铜、铝黄铜、铝青铜均具有优越的抗腐化性能。铜及铜合金在海洋情况中能够爆发铜离子，具有杀毒作用，能够除去海洋生物，具有良好的抗污性能。凭据对证料的差别性能要求，可以添加差别的元素，形成铜合金，以实现其性能。凭据研究标明，添加一定量的锡，形成的锡青铜具有良好的耐腐化性能，在海洋情况中爆发电化学反应时，能够形成致密的锡化合物膜阻止铜合金的进一步腐化，除此之外锡青铜也具有良好的强度和硬度。铝黄铜在
海洋工业中被广泛用于冷凝管质料，其原因在于铝黄铜中的铝能够先跟氧气反应，形成致密的氧化铝薄膜，能够有效阻止铝黄铜被进一步腐化。研究标明添加铁、锰等身分的铜合金不但具有优越的耐腐化性能，同时也具有良好的抗污性能［3］。因此关于铜及铜合金的腐化剥落研究将具有重要作用。
海洋腐化的爆发主要有以下几个方面:
1) 铜及铜合金在海水中爆发的自然腐化，这种腐化体现为三要素齐全，即空气、水和被腐化质料，也是***常见的腐化作用;
2) 铜及铜合金质料自己的缺陷，在铜及铜合金成型历程中难免会泛起质料自己具有的缺陷，例如漏洞、气孔、外貌组织不均匀等，这些缺陷会造成质料晶间腐化、气孔腐化、脱身分腐化、应力腐化等，由此影响铜及铜合金的使用寿命;
3) 形成电化学腐化，电位相差比较大的金属会爆发电化学作用形成腐化，这种腐化对证料自己造成的伤害也很是大。除此之外另有冲洗腐化、疲劳腐化等［4 － 5］。在差别海洋情况中也会体现出差别的腐化作用占主导职位。
本文对铜及铜合金的腐化剥落行为进行研究，比照 5 种铜及铜合金在差别海洋情况下的腐化剥落行为，并对其失重量和外貌状态进行纪录和结果剖析，为提高铜及铜合金的耐腐化性提供基础理论依据。
1.铜及铜合金耐腐化性测试及结果剖析
为测试铜及铜合金的耐腐化剥落行为，选取 5种铜及铜合金进行耐腐化性测试，铜及铜合金的名称和牌号如表 1 所示。
测试选用的铜及铜合金均需裁剪为长 30 cm，宽 20 cm，厚度为 2 ～ 5 mm 的规则片状，平行样为 3个，打磨后，划分进行除油、去离子水洗涤、碱洗、去离子水洗涤、酸洗、去离子水洗涤、无水乙醇洗涤等办法，之后吹干称量备用。
为了能够准确地验证海水关于铜及铜合金的腐化剥落行为，选取青岛作为全浸袒露实验点，铜及铜合金划分凭据差别的水位高度进行安排，测试面需与水面笔直，铜及铜合金的安排高度依据海洋情况差别区分为飞溅区、潮差区、全浸区。具体腐化深度如表2 所示。
铜及铜合金在差别海洋情况下进行浸泡，浸泡周期为 4 个周期 ( 每个周期 10 天) ，每个周期视察纪录样品状态和失重量。
2.实验结果剖析铜及铜合金
划分在飞溅区、潮差区、全浸区进行腐化实验，经过 4 个周期的视察和纪录，所得结果盘算平均值后如表 3 所示。
从铜及铜合金在差别海洋情况下的失重结果可知，紫铜在飞溅区、潮差区、全浸区的失重百分比均高于各区的平均失重百分比，也证明了铜合金的抗腐化性能要优于铜; 锡青铜在全浸区和潮差区的平均失重百分比没有较大差别，并且平均失重百分比要远远高于其他铜合金的平均失重百分比，而在全浸区，铜合金的平均失重百分比相对而言没有较大差别，证明了锡合金在潮差区的耐腐化性能要低于其他几种铜合金的耐腐化性能。比照飞溅区、潮差区、
全浸区的平均失重百分比可以得出，在飞溅区，铜及铜合金的耐腐化性从高到低为: 锡青铜、铝青铜、铜镍合金、铝黄铜、紫铜; 潮差区的耐腐化性从高到低为: 铜镍合金、铝青铜、铝黄铜、锡青铜、紫铜; 全浸区的耐腐化性从高到低为: 锡青铜、铝青铜、铝黄铜、铜镍金、紫铜。
铜及铜合金的耐腐化性均体现为飞溅区腐化***轻，虽然飞溅区***接近大气情况并且含氧量富厚，为腐化提供了良好的情况，但铜及铜合金在该区域的腐化却体现出***轻，这可能是由于铜及铜合金接触空气时钝化，形成致密的氧化膜，该氧化膜的形成能够有效减弱腐化作用。铜及铜合金的耐腐化性均体现为全浸区腐化***重，全浸区的腐化除了来自海水自己的腐化之外，也来自海水的流速、海水温度、微生物附着、泥沙的侵蚀等，除此之外，铜及铜合金自己的加工工艺也会爆发很是重要的影响，在此区域铜镍合金以及铝黄铜的体现要明显弱于其他铜合金的体现，这很可能是铜镍合金以及铝黄铜的抗海洋生物性能缺乏其他合金的抗海洋生物性能优越。
铜及铜合金的耐腐化性均体现为潮差区位于飞溅区和全浸区中间，该区域的腐化主要体现为均匀腐化，同时也陪同有局部腐化，该区域锡黄铜的耐腐化性明显弱于其他铜合金，其他几种铜合金在该区的耐腐化性明显优于全浸区的耐腐化性。视察铜及铜合金经过试验后的宏观图，紫铜体现出坑状腐化，在全浸区铜合金均体现出局部皮状疏松，而紫铜泛起了坑状腐化。而紫铜的腐化情况明显
较其他铜合金严重，由此可以得出在海洋情况下，铜合金的耐腐化性能优于铜的耐腐化性能。凭据外貌腐化情况，全浸区的腐化水平由低到高为: 锡青铜、铝青铜、铝黄铜、铜镍合金、紫铜，该结果与平均失重百分比获得的结果一致。图 1 为全浸区试验后铜及铜合金的宏观图 ( 1，2，3，4，5 划分代表紫铜、铜镍合金、铝黄铜、铝青铜、锡青铜) 。
海洋腐化多种多样，除了有电化学腐化外，还包括氯离子腐化、攻击腐化、海洋微生物腐化等等。海洋腐化主要体现为局部腐化，除此之外另有点腐化、漏洞腐化、应力腐化及疲劳腐化等。预防腐化并阻止腐化作用进一步爆发的要害在于质料的选用，铜及铜合金正是能够满足海洋用质料的要求。可是铜及铜合金同样能够爆发腐化，这些因素多种多样。首先是海洋生物附着，海洋生物能够附着在铜及铜合金外貌，爆发的硫化物能够进一步增进铜及铜合
金的腐化作用［6］; 再者是泥沙的攻击腐化，泥沙冲洗历程中会使铜及铜合金外貌的氧化膜脱落，造成再次腐化; 铜及铜合金的成型工艺对铜及铜合金的耐腐化性能也有很大影响，因加工工艺差别会造成铜及铜合金外貌应力状态差别，由此会爆发外貌组织差别，从而影响铜及铜合金的耐腐化性能。海水中的泥沙关于铜及铜合金的腐化剥落也有很大影响，泥沙的冲洗能够加速铜及铜合金的被侵蚀速度，会形成点腐化、局部腐化等。海水的 p H 也会对铜及铜合金的腐化造成影响，一般而言，铜及铜合金在酸性情况中更易于爆发腐化，在碱性情况中较难爆发腐化，这可能是由于铜及铜合金中的金属更易于在酸性条件下反应，特别是铜及铜合金外貌致密的氧化膜易于在酸性情况中反应，进而导致进一步的腐化作用。除此之外，海水中的离子也会对铜及铜合金的耐腐化性爆发影响，例如硫酸根、氯离子等，都会对铜及铜合金在海洋情况中的腐化行为爆发影响。关于庞大的海洋情况而言，影响铜及铜合金腐化剥落行为的原因多种多样有待进一步探索。
3.结语
通过对铜及铜合金的腐化剥落行为研究，可得出如下结论:
1) 铜合金的耐腐化性优于铜的耐腐化性;
2) 潮差区，锡青铜的耐腐化性较其他铜合金而言，其耐腐化性体现比较差;
3) 铜及铜合金在海洋情况中的耐腐化性体现为，飞溅区优于潮差区，潮差区优于全浸区。
影响海洋腐化的原因很是庞大，本文建立在对铜及铜合金腐化剥落行为的基础研究之上，虽然证明了铜合金在飞溅区、全浸区、潮差区的耐腐化性能明显高于铜的耐腐化性能，可是铜在海洋情况中能够爆发较多铜离子，并具有杀毒作用，能够有效减弱海洋生物带来的腐化，但其全浸区、潮差区的耐腐化性仍旧低于铜合金，其作用原理有待进一步研究。
来源：中国知网 作者：关蒙恩
