黄铜耐脱锌腐蚀机制与预防
对黄铜脱锌腐蚀的机理,国内外都做了一些研究,提出了各种研究结论,但目前还不十分完善,主要理论有优先溶解和溶解-再沉积机制、双空位机制和渗流机制。接下就让我们来简单的介绍一下这些机制。
第一个，优先溶解和溶解一再沉积机制。优先溶解机制认为,黄铜腐蚀过程中,合金表面的锌从黄铜中优先溶解,然后合金内部的锌通过空位扩散继续溶解,电位较正的铜被遗留下来,呈疏松状的铜层。但这种理论难以说明脱锌造成的脆性开裂深度与锌在室温下扩散系数太低之间的矛盾。而在黄铜表面与溶液接触处发生了锌选择性溶解,被腐蚀的锌由合金晶格上锌原子的扩散所补偿,锌在活性脱锌前沿被选择性侵蚀,这个前沿不断地向内部移动。按照作者的观点,脱锌相只是在初始黄铜母体的骨架结构中出现,它容许锌离子自由向外扩散,黄铜的脱锌阻力依赖于锌外层电子离开锌原子的难易程度。
第二个，溶解-再沉积机制认为,黄铜表面上的锌和铜一起溶解,锌留在溶液中，而铜在靠近溶解处的表面上迅速析出而重新沉积在基体上,但这种机制无法圆满地解释铜不可能溶解时的脱锌现象。因为锌溶解的电位远低于铜的阳极溶解电位,因此铜和锌不可能在任何情况下发生同时溶解的现象。在硫酸中进行了研究,在最初阶段由于建立了(Cu-Zn)原电池,锌在溶液中优先溶解,但当多孔的铜-氧化铜膜在电极表面形成时,脱锌速度下降,铜、锌同时溶解。这时锌的溶解速度受通过晶格空位的扩散速度所控制,在这个阶段铜的溶解速度因为CuO膜的形成而减少,这决定性地位取决于腐蚀条件,比如在稀盐酸中会发生锌的选择性溶解,而在浓度较高的盐酸或海水中则发生铜重新析出的脱锌腐蚀。此外,脱锌机制还受到溶解温度、浸泡周期长短的影响。铜和锌是否同时溶解,可以将它们的电位-pH图重叠后预测。
而防止黄铜脱锌腐蚀的方法，主要可以从冶金方面入手,其次也可从改善环境方面考虑。改善腐蚀环境，则可以采用阴极保护、添加缓蚀剂、降低介质浸蚀性等,不过由于受工况条件的限制,并不能完全抑制黄铜的脱锌。根治的方法，则是通过冶金化方法提高黄铜自身的抗脱锌能力,这才是杜绝黄铜脱锌腐蚀的发生绝对好方法。
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