挂片腐蚀速度讲义.docVIP

实验三 挂片腐蚀速度测量 一、试验目的 掌握重量法原理； 掌握用重量法测定挂片腐蚀速度的方法。 二、试验原理 重量法 由于腐蚀作用，材料的重量会发生系统变化，此即重量法测定材料抗蚀能力的理论基础。虽然近年来发展了许多新的腐蚀研究方法，但重量法仍然是最基本的定量评定腐蚀的方法，并得到广泛应用。重量法简单而直观，适用于实验室和现场试验。它分为增重法和失重法两种。 增重法 当腐蚀产物牢固地附着在试样上，又几乎不溶于溶液，也不为外部物质所玷污，这时可用增重法测定腐蚀破坏程度。增重法适用于评定全面腐蚀和晶间腐蚀 , 而不适用于其它类型的局部腐蚀。增重法试验过程为，将预先制备的试样量尺寸、称重后置于腐蚀介质中，试验结束后( 连同已脱落的腐蚀产物 ) 取出，烘干，再称重。全部增重表征着材料的腐蚀程度。在重量法中，一个试样通常在腐蚀---时间曲线上只提供一个数据点。当腐蚀产物确实是牢固地附着于试样表面， 且具有恒定的组分时，就能在同一试样上连续或周期性地测量增重，因而适合于研究腐蚀速度随时间变化的规律。 增重法的一个严重缺点是数据的间接性，即得到的数据包括腐蚀产物的重量，究竟多少材料被腐蚀，还需分析腐蚀产物的化学组成来换算。有时腐蚀产物的相组成相当复杂，精确的分析往往有困难。同时多价金属( 如铁、铜等 ) 可能会生成几种化学组成不同的腐蚀产物，换算比较困难。这些都限制了增重法的应用范围。 失重法 失重法是一种简单而直接的方法。它不要求腐蚀产物牢固附着在材料表面， 也不考虑腐蚀产物的可溶性，因为试验结束后必须从试样上清除全部腐蚀产物。失重法直接表示由于腐蚀而损失的材料重量，不需经过腐蚀产物的化学组成分析和换算。这些优点债失重法得到广泛的应用。失重法试验过程为 ，将预先制备的试样量尺寸、称重后置于腐蚀介质中，试验结束后取出，清除全部腐蚀产物后清洗、干燥、再称重。 试样的失重直接表征材料的腐蚀程度。 无论增重法还是失重法，在试验前后与试验过程中，在清除腐蚀产物前后，都必须仔细观察并记录材料表面和介质中的各种变化。 2、重量法测定结果评定 重量法是根据试样在腐蚀前后的重量变化来测定腐蚀速度的。为了使各次不同试验及不同试样的数据能够互相比较，必须采用单位时间内单位面积上的重量变化为表示单位，即平均腐蚀速度，如。从腐蚀试验前后的试样重量差计算腐蚀速度，公式如下： 增重速度 失重速度 式中 A-―――――试样面积，m2； t――――――试验周期，h； -――――试样原始重量，g； -――――试验后含与不含腐蚀产物的试样重量，g； ―――――清除腐蚀产物时同样尺寸同种材料空白试样的校正失重。 金属的腐蚀速度在腐蚀过程中并非恒速地进行，也就是说，其瞬时腐蚀速度可能发生各种变化。重量法计算的只是平均腐蚀速度，因此，不适用于测定瞬时腐蚀速度。此外，重量法测定的腐蚀速度通常只适用于均匀腐蚀的类型。 由于各种金属材料的密度不同，即使是均匀腐蚀 ，这种腐蚀速度单位并不能表征腐蚀的损耗深度。为此可将平均腐蚀速度换算成单位时间内的平均侵蚀深度〈腐蚀率，如 mm/a，毫米每年〉，这两类速度之间的换算公式为： 式中 B―――― 按深度计的腐蚀率 ，mm/a ； ―――― 按重量计的腐蚀速度， ； ―――― 金属材料的密度， 。 3、腐蚀产物清除方法 要正确评定腐蚀结果，如果选用失重法评定时，必须清除试样表面的腐蚀产物 ，但又不损伤金属基材本身。实际上完全不损伤基材是不可能的，只要求损伤对腐蚀结果无明显影响即可。对于不同金属材料和不同的腐蚀产物应采用不同的清除腐蚀产物的方法。一般有机械法、化学法和电解法三种。 a. 机械法 一般先用自来水冲洗，并用橡皮或硬毛刷擦洗，或用木制刮刀、塑料刮刀刮擦。对绝大部分疏松腐蚀产物用此法已可清除干净。但要完全清除掉腐蚀产物以精确地测试或检查局部腐蚀状况时，尚需进一步采用化学法或电化学法。 b. 化学法 选择适宜的化学溶液及操作条件 ，通过溶解除去试样表面的腐蚀产物的方法。为了保护金属基体 ，在化学清除的溶液中往往需加入缓试剂。表 1列出一些常用的清除腐蚀产物的化学方法。这些方法并不复杂，但在使用时有可能损伤基材 ，造成试验误差；为此，应在清除工作的同时，将未经腐蚀的同种材料相同尺寸的空白试样在相同条件下清洗处理，求其失重；然后在实际试样的失重中减去次数，得出比较合乎真实的试样失重。 c. 电化学法 选择适当的阳极和电解质，以试样为阴极外加直流电的电解方法。电解时阴极产生氢气，在氢气泡的机械作用下，使腐蚀产物剥离，残留的疏松物质可用机械法冲刷除净。此法效果较好，空白试样失重小。适用于许多金属材料的一种电解操作条件示例