2A12铝合金在模拟溶液中的周浸腐蚀行为_周和荣

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铝合金在氯化钠溶液中的点蚀及防护实验报告

分类号密级UDC专业设计实验铝合金在氯化钠溶液中的点蚀及防护学生姓名王晓彤学号030212008070指导教师王燕华王伟专业应用化学年级08级同组者王倩赖思瑾聂本敬邱垂延中国海洋大学化学化工学院铝合金在氯化钠溶液中的点蚀及防护【实验背景及原理】铝合金综合性能优良，广泛应用于模具制造业、造船业、运输业等，是制作模具、船板、船外壳、燃料储存罐等的重要材料之一。

应用于海水环境中的铝合金，长期接触海水极易受到海水中的氯离子侵蚀而发生局部腐蚀。

点蚀是钝性金属，如不锈钢，铝和铝合金，钛和钛合金等在含有氯离子的介质中经常发生的一种局部腐蚀形式。

因为有钝化膜保护，钝性金属较一般金属如碳钢有更强的耐腐蚀性能，但是当介质中有氯离子存在时，氯离子会使钝化膜的耐蚀性显著下降。

氯离子是一种活性阴离子，它能优先地附着在钝化膜上，同时把氧原子排挤掉，然后和钝化膜中的阳离子结合成可溶性氯化物。

点蚀的发生属于随机分布，但是当钝化膜有缺陷，如有划痕，表面的硫化物位置，晶界上有碳化物沉积等，点蚀会优先在这些位置发生。

为了抑制铝合金的腐蚀，目前广泛采用电解氧化或阳极氧化的方法，在铝制品表面制备一层氧化膜，提高铝制品的稳定性。

常用的电解液有硫酸、草酸或铬酐溶液等。

当铝在上述溶液中电解氧化时，电极上发生如下的过程：阴极析出氢，阳极生成氧化膜。

此外，阳极还有铝溶入电解液中并有氧析出。

消耗于生成氧化膜的电流，随着氧化膜的增厚而降低。

阳极氧化生成的铝膜，具有许多可贵的性质，有高的硬度，在干燥状态下为电的绝缘体，善于吸附许多有机染料，同时因为可被脂肪质浸透，故能很好地使铝免于腐蚀。

恒电位正反扫描法是研究点蚀行为较常用的电化学方法，其原理示意图如图1所示。

将电极阳极极化到一定电位后电流会突然增加，这个电位称为击穿电位E。

当电流超过某个设定值后将电位反向扫描，直至极化电流恢复到钝化电流，b。

击穿电位越正，材料的耐点蚀性能越好，击穿电位此时的电位称为保护电位Ep和保护电位之间的差值越小材料的耐点蚀性能越好。

上海市南模中学2025届高二化学第一学期期末质量检测模拟试题含答案

上海市南模中学2025届高二化学第一学期期末质量检测模拟试题含答案注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。

2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。

第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。

3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

一、选择题（每题只有一个选项符合题意）1、常温时,可以在浓硝酸中被腐蚀的金属是A．Al B．Fe C．Cu D．Au2、25℃时，向1L 0.1mol/L的一元酸HR溶液中逐渐通入氨气(已知25℃时一水合氨的电离平衡常数为K=1.76×10－5)，保持溶液的温度和体积不变，混合溶液的pH与粒子浓度比值的对数变化关系如图所示。

下列叙述错误的是A．25℃时，0.1mol/L的一元酸HR的电离平衡常数为K a=10－5B．当通入0.1mol氨气时，c(NH4+)>c(R-)>c(OH－)>c(H＋)C．当c(R-)=c(HR) 时，溶液为酸性D．HR为弱酸，25℃时随着氨气的通入，c (R-)/[c(OH−)•c (HR)] 逐渐增大3、利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是( )A．电解时以精铜作阳极B．电解时阴极发生氧化反应C．粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu－2e－===Cu2＋D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥4、下列与有机物的结构、性质有关的叙述不正确的是A．炔烃分子不一定都处于同一直线B．甲苯的一氯代物有4种结构，甲苯与过量H2催化加成的最终产物，其一氯代物也有4种结构C．用浸泡过高锰酸钾溶液的硅土来吸收水果或花朵产生的乙烯，以达到保鲜的要求D．己知二氯苯有3种同分异构体，则四氯苯的同分异构体的数目为3种5、下列仪器设备与恒重操作无关的是（）A．电子天平 B．容量瓶C．干燥器D．坩埚6、在无色溶液中大量共存的一组离子是（）A．Cu2+、SO42-、OH-、K+B．Fe3+、NO3-、Cl-、H+C．K+、CO32-、Cl-、H+D．H+、Na+、Cl-、SO42-7、1000mL硝酸钾和硝酸铜的混合溶液中c(NO3-)=3.0mol/L，用石墨做电极电解此溶液，当通电一段时间后两极均收集到22.4L气体(标准状况)。

铝和铝合金的大气腐蚀机理完整版

铝和铝合金的大气腐蚀机理集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]1铝和铝合金的大气腐蚀机理铝和铝合金的表面氧化膜是铝合金具有耐大气腐蚀性的主要原因.铝的氧化膜(γ-Al2O3)在室温的大气中就可以生成,而且非常迅速和致密,厚度为25~30.也就是说,氧化膜在大气环境中具有自修复功能.若有水存在或者暴露在大气中几个月以后,最初形成的γ-Al2O3的外层转变为一薄层γ-AlOOH.然后,在γ-AlOOH上又会覆盖上一层Al(OH)3(也可写成Al2O3·3H2O).从铝-水体系的电位-pH图可知,Al(OH)3在较大的pH范围内都会保持稳定.Al(OH)3从pH=4开始溶解;当pH=2.4时,认为Al(OH)3会完全溶解(事实上,即使pH=2.0时,铝表面的腐蚀类型仍然是孔蚀.).大部分的降雨、差不多所有的雾、表面蒸发浓缩的液层和铝表面小孔内的电解质都会使铝处于腐蚀状态.环境因素对铝的大气腐蚀的影响和其它金属相似,与环境大气的相对湿度、温度、大气中SO2的浓度、Cl-的含量以及降水的数量、酸度相关性较大,同时也受到O3,NOx及CO2等污染组分的轻微影响.大气污染物通过干湿沉降,使得金属表面存在着和大气中同样丰富的化学组分.暴露在大气中的铝合金表面可分为三层:铝合金及其氧化膜、腐蚀产物层和大气污染物形成的污染层或薄液膜.根据大气化学组分对铝和铝合金化学、电化学反应的不同及形成的腐蚀产物的性质不同,存在着不同的腐蚀机制.１.氯离子的存在是引起铝和铝合金大气腐蚀的重要原因.由于铝的氯化物具有可溶性,在户外暴露的铝表面上并没有大量的氯化物层存在,只有少量的氯离子进入到腐蚀产物层.Cl-通过竟争吸附,逐渐取代Al(OH)3表面上的OH-生成AlCl3,如方程式(1)~(3)所示:Al(OH)3+Cl-→Al(OH)2Cl+OH-(1)Al(OH)2Cl+Cl-→Al(OH)Cl2+OH-(2)Al(OH)Cl2+Cl-→AlCl3+OH-(3)２.空气中的CO2能有效地阻碍NaCl引发的铝的大气腐蚀.铝在不含CO2潮湿空气中的腐蚀速率,和在正常CO2水平的空气中的腐蚀速率相比,约是后者的20倍.有人认为,CO2中和了在铝表面阴极区氧还原产生的氢氧根离子,降低了液层pH值,从而使得铝的溶解速率下降.３.一般认为:O3是潜在的加速剂,通过氧化H2S、SO2和NOx而影响金属的大气腐蚀.O3还能够通过自身的去极化反应,引起铝腐蚀.实验表明,铝暴露在不同大气污染物(10ppm的SO2,NOx,O3,取样大气)的气体(25e和98%相对湿度)四个星期以后,O3引起的腐蚀失重最大,其次是SO2,NO2,取样大气,NO.氧化膜的完整性及成分还受到铝合金的化学组分和微观结构的影响.为了提高铝合金的力学性能,往往要加入一些合金元素,并进行一定的热处理(固溶、淬火、时效等).一些杂质元素如Fe、Mn、Si也常以FeAl3、AAlMnSi、SiO2等形式出现在铝合金当中.这些合金元素对铝合金微观结构的影响是不同的,要根据它们是存在于固溶体中,还是作为第二相分散在铝基体或者偏聚在晶界上.当合金元素形成的化合物颗粒存在于金属表面时,它们表面的氧化膜往往很薄,甚至不存在.传统的铝和铝合金大气腐蚀试验传统的大气腐蚀一般通过大气暴露实验、室内模拟加速试验进行研究.大气暴露试验能够反应材料在自然环境中的实际腐蚀情况,所得数据直观、可靠,虽然试验周期长、速度慢、费用高,但它是铝和铝合金大气腐蚀研究的重要方法.室内模拟加速试验可以显着减少试验时间,快速地对材料的大气腐蚀行为进行评价和预测,不能完全地取代大气暴露试验.铝合金的腐蚀速率表征既采用普遍使用的年失重量多少,也使用孔蚀坑的深度及数量分布和力学性能(抗拉强度、屈服强度)损失量.观察腐蚀形貌和分析腐蚀产物时,使用一些物理化学分析手段,如光学微镜、扫描电镜、X射线衍射分析、X射线光电子能谱等.室内模拟加速试验常见的大气腐蚀的室内加速试验有湿热试验、盐雾试验、干湿周浸循环试验以及多因子复合试验,一般认为干湿交替的周浸循环试验比较能够反映大气腐蚀的特点.干湿交替的周浸循环试验的最初提出是为了评价耐候钢的性能,适用于有钝化膜的金属及合金.这种研究方法从电化学的角度来说,也是合理的.对于铝合金,可以采用此方法进行大气腐蚀试验,评价铝合金的耐蚀性.采用pH=3.0的5%NaCl+015%(NH4)2SO4(用醋酸调节pH值)作加速剂,对LY12和LC4两种高强铝合金进行了间歇盐雾和周期轮浸腐蚀试验,与广州,琼海十年的实地暴露试验结果对比.他认为两种铝合金加速方法之间有类似的腐蚀动力学规律,其中前者相对于大气腐蚀有较好的模拟性和加速性.也有人采用简易方法模拟湿热大气腐蚀试验,在工业纯铝ZL10和ZL109合金表面诱发腐蚀,观察和分析了铸铝合金中第二相和腐蚀产物的微观形貌及化学成分.在吸附了水分和侵蚀性氯离子微观孔隙周围,由第二相粒子和铝基体构成腐蚀微电池发生电化学反应,电位较负的铝首先发生溶解,导致局部点状腐蚀,腐蚀产物主要为铝的不溶性氢氧化物,还含有少量的氧化铝等.用室内加速试验评价结构铝合金的耐大气腐蚀性时,除测量失重和孔蚀深度外,应包括金相分析和力学试验.室内模拟加速试验从单因子控制到多因子控制,从简单的电位测量到交流阻抗技术等多种测量技术的应用,在过去的几十年里得到一定程度的发展.但是在大气腐蚀机理研究和准确地重现大气暴露试验结果方面,仍有较大的差距.室内模拟加速试验的重复性还需要提高.一部分研究者做了室内气体腐蚀试验,通过对一种或几种腐蚀性气体组分浓度、相对湿度、温度及暴露时间条件控制,观察金属的腐蚀并通过多种手段分析腐蚀产物,给出腐蚀过程的动力学规律和腐蚀机理.不过,这些实验仅仅局限于纯铝材料,研究工作处于起步阶段.Oesch用气体试验箱分析了各腐蚀性气体成分对纯铝大气腐蚀的影响.他认为臭氧对铝的大气腐蚀的影响要强于SO2和NO2.Bl?cher通过控制空气中CO2的浓度,研究了CO2阻碍NaCl引发铝的大气腐蚀机制.综上所述,传统的大气腐蚀试验得到的数据是一段时间内金属的宏观的、统计的腐蚀行为和规律,对大气腐蚀过程中的关键反应和中间过程缺乏清楚的描述.随着仪器制造技术的进步,人们越来越趋向于对金属的大气腐蚀过程进行连续、原位的研究,从微观上,甚至于原子尺度上认识其腐蚀规律.实验结论(1)微合金化后的耐腐蚀性与合金中各相的电极电位有很大的关系.若基体相为阴极相,第二相为阳极相,合金一般有较高的耐蚀性;反之,若基体相为阳极相,第二相为阴极相,则第二相数量越多,电位越高,合金腐蚀越严重.(2)Al-7%Si合金的腐蚀从硅相及晶间处优先开始,以点蚀为主.加入Cu元素,实验合金有明显的晶间腐蚀倾向.其它元素影响相对较小.(3)电化学实验结果表明,所有实验合金均较快进入钝态,随着各合金元素的加入,实验合金的自腐蚀电位向负向移动,腐蚀电流密度增加.合金元素和杂质元素的影响合金元素对铝和铝合金耐蚀性的影响是一个复杂的问题。

2A12铝合金在模拟溶液中的周浸腐蚀行为

中图分类号：Ｇ７．Ｔ１２３文献标识码：Ａ
文章编号：１７９４（０７０００ — ６６２— ２２２０）５— ０１０
ＣｏｒｏｓｏＢｅｈａｏｓｏｆＡｌｉｒｉｎｖｉｒｕｍｎｕｍｌｏｙ２１ＡｌＡｕｎｄｅ２ｒ
ｍｏ／ａ１液中腐蚀产物主要为铝的氯化物和氧化铝，０６ｍＬＬＮＣ＋．２ｍＬＬＮＨＯ溶液中腐ＬＬＮＣ溶在．ｏ／ａ１００ｏ／ａＳ蚀产物主要为氧化铝、的硫酸盐水合物和铝的氯化物；铝由于ＮＣ和ＮＨＳ共同作用，Ａ１ａ１ａＯ２２合金在０６．ｍｏ／ａ１．２ｍＬＬＮＨＯＬＬＮＣ＋００ｏ／ａＳ溶液中腐蚀电流密度高，阻抗模值相对较小，蚀速率较高，蚀后失重腐腐大，力学性能下降幅度较大，腐蚀更严重。关键词：合金；湿周浸；铝干大气腐蚀；化曲线；极电化学阻抗谱
ｒｎＲｒｍｐｏｅｏａａｙｅｔｅｃｒｏｉｎｐｏｕｔ．ＴｅｒｓｌｈｗｅｈｔｃｒｏｉｎｐｏｕｔｉｎｒａｉｇｗｉｅｔｈｕｓＯＯｗｅｅｅｌｙｄｔｎｚｈｏｓｏｒｄｃｓｈｅｕｔｓｏｄｔａｏｓｏｒｄｃｓｉｃｅｓｎｔｔｓｏｒ．Ｃｒ — ｌｓｈ
（．ｎｅｓｙｏｃｅｃｎｅｈｏｇｅｉｇＢｉｎ００３Ｃｉａ１ＵｉｒｔｆｉｅａｄＴｃｎｌｙＢｉｎ，ｅｉ１０８，ｈｎ；ｖｉＳｎｏｊｊｇ

应用化学实验-铝合金在氯化钠溶液中的点蚀及防护

铝合金在氯化钠溶液中的点蚀及防护【实验背景及原理】铝合金综合性能优良，广泛应用于模具制造业、造船业、运输业等，是制作模具、船板、船外壳、燃料储存罐等的重要材料之一。

应用于海水环境中的铝合金，长期接触海水极易受到海水中的氯离子侵蚀而发生局部腐蚀。

点蚀是钝性金属，如不锈钢，铝和铝合金，钛和钛合金等在含有氯离子的介质中经常发生的一种局部腐蚀形式。

因为有钝化膜保护，钝性金属较一般金属如碳钢有更强的耐腐蚀性能，但是当介质中有氯离子存在时，氯离子会使钝化膜的耐蚀性显著下降。

氯离子是一种活性阴离子，它能优先地附着在钝化膜上，同时把氧原子排挤掉，然后和钝化膜中的阳离子结合成可溶性氯化物。

点蚀的发生属于随机分布，但是当钝化膜有缺陷，如有划痕，表面的硫化物位置，晶界上有碳化物沉积等，点蚀会优先在这些位置发生。

为了抑制铝合金的腐蚀，目前广泛采用电解氧化或阳极氧化的方法，在铝制品表面制备一层氧化膜，提高铝制品的稳定性。

常用的电解液有硫酸、草酸或铬酐溶液等。

当铝在上述溶液中电解氧化时，电极上发生如下的过程：阴极析出氢，阳极生成氧化膜。

此外，阳极还有铝溶入电解液中并有氧析出。

消耗于生成氧化膜的电流，随着氧化膜的增厚而降低。

恒电位正反扫描法是研究点蚀行为较常用的电化学方法，其原理示意图如图1所示。

将电极阳极极化到一定电位后电流会突然增加，这个电位称为击穿电位E b。

当电流超过某个设定值后将电位反向扫描，直至极化电流恢复到钝化电流，此时的电位称为保护电位E p。

击穿电位越正，材料的耐点蚀性能越好，击穿电位和保护电位之间的差值越小材料的耐点蚀性能越好。

本实验通过恒电位正反扫描方法研究氯离子浓度对铝合金表面钝化膜的影响，并对铝合金电解氧化处理的防护效果进行评价。

【仪器与试剂】（1）仪器：恒电位仪1台，铝合金电极4个，饱和甘汞电极（上海雷磁）1支，213型铂电极（上海雷磁）2支，鲁金毛细管1支，烧杯（500mL）5个，配套橡皮塞2个，电子天平1台，磁力搅拌器1台，磁子1个，容量瓶（1000mL 5个），广口试剂瓶（50mL）1个，水磨砂纸（360#-1000#），脱脂棉，镊子，移液管，量筒，温度计，变阻器，线路导线，直流稳压电源，万用电表（2）试剂：氯化钠（A.R.），丙酮，硫酸溶液（15%），酒精，环氧树脂E-44，蒸馏水，二乙烯三胺，邻苯二甲酸二丁酯，二甲苯【实验步骤】1.配制溶液：配置浓度为0.01,0.1,0.6mol/L的氯化钠溶液各1000mL备用。

23Co14Ni12Cr3Mo超高强钢在模拟海水环境中的腐蚀行为

４３
敏感性，为时效峰附近的２Ｃ１Ｎ１Ｃ３认３Ｏ４ｉ２ｒＭｏ超高强钢对内氢脆很敏感；随着Ｈ浓度的增加，内氢脆敏感其
性增加，与时间有关。ＬｄｉＺ．６研究了在这ｏｈｅ．Ｆ等［２Ｃ１Ｎ１Ｃ３超高强钢和４ＣＮ２ｉＭｏＡ超高３ｏ４ｉ２ｒＭｏ０ｒｉＳ２Ｖ强钢电镀六种不同含量的Ｚ－ｏＦ合金后的耐腐蚀性ｎＣ－ｅ
超高强钢一般是指屈服强度大于７０ａ的细０ＭＰ晶粒高强钢，拉强度在１０ＭＰ抗２０ａ以上＿，普通结１与］
腐蚀裂纹扩展的影响因素，到应力腐蚀开裂门槛得值随Ｎａ１度增大而减小，裂形式是穿晶破裂伴Ｃ浓破
１０１Ｃｈｉａ；２ＰＬＡｉｉａｙＲｅｒｓｎｔｔｖｆｃｎＳｈｅａ９０１，ｎＭｌｔｒｐｅｅａｉｅＯｆｉｅｉｎｙｎｇ
ＡｉｃａｔＩｄｓｒｅ（ｏｐＣｏ，ｄ，ｈｎａｇ１０３，ｉａｒｒｆｎｕｔｉｓＧｒｕ）．Ｉ．Ｓｅｙｎ１０４Ｃｈｎ）ｔ
构钢相比，高强钢具有相当高的强度（ ≥ 超Ｒ１０ＭＰ）一定的韧性，广泛用于汽车、舶、５０ａ和被船航天、梁及高速铁路等领域＿。２ＣｉＮｉ２ｒＭｏ桥１］３ｏ４ｌＣ３超高强钢ＮｉＣ，ｏ以及ｃ含量高，ｒ强度获得更大的提高，具有更好的力学性能，以用于结构件等关键部可位。目前，内外对２Ｃ１Ｎｉ２ｒＭｏ超高强钢进国３ｏ４ｌＣ３行了许多研究。Ｏｅｌｔ等Ｉ研究了该材料应力ｈｅｒＡ．３］

2A12铝合金在EXCO溶液中腐蚀损伤形貌演化分析

装备环境工程第16卷第8期·80·EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING2019年8月2A12铝合金在EXCO溶液中腐蚀损伤形貌演化分析李智1,2，吕胜利2，刘转娥3，马君峰4（1. 陕西国防工业职业技术学院机械工程学院，西安 710300；2. 西北工业大学无人机特种技术重点实验室，西安 710065；3. 航空工业第一飞机设计研究院，西安 710089；4. 中国飞机强度研究所，西安 710065）摘要：目的探索2A12铝合金在EXCO溶液中腐蚀损伤形貌的演化规律。

方法开展实验室内2A12铝合金的加速腐蚀实验。

为实现表面粗糙度与腐蚀损伤相关性的定量研究，首先采用3D扫描成像仪对实验样品进行扫描，取得样品微观几何特征，实现表面粗糙度值的数字化定量表征。

观察样品在EXCO溶液中腐蚀损伤的发生发展过程、腐蚀形貌的演化过程，测量腐蚀样品蚀坑深度，并分析表面粗糙度对样品腐蚀损伤的影响。

结果当腐蚀时间不超过6 h时，2A12铝合金样品在EXCO溶液中的腐蚀类型主要为点蚀，随着时间的延长，将向全面腐蚀发展。

粗糙度值高的试件表面有打磨时形成的较深表面纹理，这些纹理制约了点蚀坑的扩展，使蚀坑沿纹理的方向发展，有演化为微裂纹的可能性，蚀坑边界的不规则处也会萌生微裂纹。

粗糙度值较小的样品，腐蚀损伤也较小，但粗糙度对腐蚀损伤的影响随时间的延长而减弱。

结论常温下，2A12铝合金在EXCO溶液中首先发生点蚀，由于蚀坑向四周扩展的速度快于深度方向，使腐蚀类型从点蚀向全面腐蚀演变。

表面粗糙度对2A12铝合金样品腐蚀损伤形貌的演化有重要影响，表面微观几何特征通过制约蚀坑扩展方向的方式来改变样品的腐蚀行为，并造成腐蚀损伤的明显差异。

随着腐蚀时间的延长，材料逐渐失去其原有表面微观几何特征，表面粗糙度对腐蚀行为的影响下降。

关键词：2A12铝合金；腐蚀损伤；表面粗糙度，形貌演化DOI：10.7643/ issn.1672-9242.2019.08.0015中图分类号：TG172 文献标识码：A文章编号：1672-9242(2019)08-0080-06Corrosion Damage Morphology Evolution of 2A12 Aluminum Alloy in EXCO SolutionLI Zhi1,2, LYU Sheng-li2, LIU Zhuan-e3, MA Jun-feng4(1. School of Mechanical Engineering, Shaanxi Institute of Technology, Xi'an 710300, China; 2. National Key Laboratoryof Science and Technology on UA V, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710065, China; 3. A VIC The First Aircraft Institute, Xi’an 710089, China; 4. Aircraft Strength Research Institute of China, Xi'an 710065, China) ABSTRACT: Objective To explore the evolution of corrosion damage morphology of 2A12 aluminum alloy in EXCO solution.Methods Accelerated corrosion experiments of 2A12 aluminum alloy were carried out in laboratory. To quantitatively study the correlation between surface roughness and corrosion damage, a 3D scanning imaging instrument was used to scan the specimens to obtain the micro-geometric characteristics of them and have digital quantitative characterization of surface roughness. The occurrence and development of corrosion damage and the evolution of corrosion morphology in EXCO corrosion solution were收稿日期：2019-03-21；修订日期：2019-04-17基金项目：陕西国防工业职业技术学院专项科研计划项目（Gfy18-24）作者简介：李智（1975—），男，陕西西安人，博士研究生，讲师，主要研究方向为腐蚀环境下铝合金材料的损伤、力学性能及服役寿命研究。

高强度铝合金2A12的大气腐蚀电化学行为及规律研究

高强度铝合金2A12的大气腐蚀电化学行为及规律研究吴立凡;王云刚;李涛;李向前【摘要】采用室内周浸模拟加速实验,电化学阻抗谱(EIS)及SEM研究了2A12铝合金在模拟距海点相对较远处的大气环境中的电化学腐蚀行为及规律.实验结果表明,2A12铝合金在NaCl的质量分数为0.5％的NaCl溶液中周浸后的腐蚀形态主要是点蚀和晶间腐蚀,Cl-是促进点蚀发生发展的主要原因.在不同的周浸时间,2A12铝合金的Nyquist曲线均由一个高频端压缩容抗弧和一个中低频端Warburg阻抗组成.周浸时间为120 h时,腐蚀产物电阻达最小值.表明腐蚀早期,腐蚀产物对电极反应的阻滞作用小,粒子在电极表面腐蚀产物膜中的扩散过程起主导作用,随周浸时间的延长,腐蚀产物对电极反应的阻滞作用不断增强,腐蚀速度减缓.【期刊名称】《内蒙古科技大学学报》【年(卷),期】2011(030)002【总页数】5页(P154-158)【关键词】2A12铝合金;周浸;电化学阻抗谱;点蚀;晶间腐蚀【作者】吴立凡;王云刚;李涛;李向前【作者单位】包头钢铁(集团)公司教育培训中心,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头014010;包头钢铁(集团)公司无缝钢管厂,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头014010【正文语种】中文【中图分类】TG172.3铝合金由于具有密度小、力学性能优异、电导热能力强、成型加工性好以及优异的物理化学综合性能等一系列优点，在交通、能源、食品、电子等领域得到广泛的应用，已经成为工业中使用量仅次于钢铁的第二大金属材料［1］.作为使用最为广泛的飞机结构材料，同时作为国防武器装备轻量化的关键材料之一，近年来铝合金越来越多的暴露于大气环境中.铝合金的腐蚀是一个随着暴露时间动态变化的过程，其腐蚀速率并不是随着实验时间的延长而单调上升的.我国在“八五”期间，对9种典型铝及合金在7个大气暴露站进行了为期10 a的挂片实验.结果表明，同种材料在不同环境、不同材料在同种环境及不同材料在不同环境下的腐蚀速率都不相同.多数材料的腐蚀速率随暴露时间的延长逐渐下降，最终接近一稳定值.不同大气环境下，铝和铝合金腐蚀速率趋于稳定的时间长短不同［2］.Elola［3，4］等研究了暴露于大气中的纯铝的点蚀分布，发现暴露于侵蚀性大气的纯铝的点蚀密度在早期同时间呈线性规律，长期暴露后趋于稳定;最大和平均点蚀深度同暴露时间呈双对数关系.目前虽然有很多人对铝合金在不同环境下的大气暴露腐蚀行为和规律进行了研究，但是对于铝合金腐蚀行为随时间延长的动态变化过程却报道的很少.本文通过在NaCl的质量分数为0.5%的NaCl溶液中进行室内周浸模拟加速实验，研究了不同周浸时间2A12铝合金的电化学腐蚀行为及规律.实验材料为2A12铝合金(T4)，其化学成分(质量分数，%)为:Si0.13，Fe 0.35，Cu 4.68，Mn 0.53，Mg 1.58，Zn 0.10，Ti0.023，Al余量.失重试样尺寸为30 mm×20 mm×2.5 mm，经水磨砂纸打磨至1 500#，采用去离子水冲洗，酒精擦洗，冷风吹干，干燥器中静置24 h后，用精确度为0.1 mg的电子天平称重.干湿周浸后试样表面腐蚀产物采用50 mL磷酸和20 g三氧化铬加蒸馏水配制成1 000 mL溶液清洗，然后在密度为1.42 g·mL－1的浓硝酸中放置5 min后去除，采用JSM6480LV型扫描电镜观察试样表面微观腐蚀形貌.电化学试样采用环氧树脂封样，测试面积为10 mm×10 m m.水磨砂纸打磨至1 500#后，用金刚石抛光膏w2.5抛光.干湿周浸模拟加速实验在干湿周浸实验箱中进行，模拟溶液采用NaCl的质量分数为0.5%的NaCl溶液，溶液体积与试样表面积比皆为20 mL/cm3.干湿周浸实验溶液温度为(35±2)℃，箱内空气温度定为(45±2)℃.实验以60 min为一个周期，15 min浸渍和45 min干燥，实验时间为480 h.取样时间分别为24，48，96，144，240，360，480 h.采用JSM6480LV型扫描电镜观察试样表面去产物后的微观腐蚀形貌.采用PARSTAT 2273电化学工作站测量带锈试样的电化学阻抗谱，采用三电极体系，工作电极为带锈2A12铝合金试样，辅助电极为铂片，参比电极为饱和甘汞电极.电化学阻抗测试的频率为105～10－2 Hz，信号幅值为10 mV正弦波，利用ZSimpWin软件进行等效电路拟合.测试在开路条件下进行.图1是去产物后2A12铝合金试样的表面微观形貌.由图1可以看出，在NaCl的质量分数为0.5%的NaCl溶液中干湿周浸48 h后，试样表面有点蚀生成，点蚀的密度相对较小，直径也较小.随着实验时间延长到96 h，点蚀的密度增加，试样表面的腐蚀面积增大，点蚀孔的直径增大，直径大约为17.1μm，但多数仍是孤立存在的，少数蚀孔有相互连通的趋势.当实验时间进一步延长，试样表面的点蚀直径和深度都增大，点蚀局部连通.点蚀孔的直径范围大约在29.5～33.6μm之间.240h后，蚀孔直径达到约38.5μm.干湿周浸循环试验的进行，使金属表面的液膜频繁修复，有利于氧进入到金属表面，促进阴极反应，结果导致金属阳极溶解.对于铝合金来说，高的干湿循环频率，使金属表面受点蚀的影响增大.同时，NaCl具有很强的吸湿性.Cl－溶解在薄液中增加了溶液的导电性，加剧腐蚀.同时，水解形成的Cl－是吸附力很强的活性离子，具有很强的侵蚀性，是发生点蚀的主要原因［5］.溶液中的浸蚀性粒子Cl－首先在铝表面的活性位发生特性吸附，钝化膜破坏点与其余膜覆盖的部分形成大阴极小阳极腐蚀电池，很快产生点蚀.点蚀一旦发生，在闭塞电池的自催化，封闭氧浓差电池成为点蚀发展的动力.对干湿周浸480 h后不同位置的蚀孔深度进行了测定，由图2可见各位置处的蚀孔深度不一.测得的数值分别为 38.986，22.162，28.986，66.586，14.043μm，平均点蚀深度约为34.352μm.腐蚀形态除点蚀外，还有晶间腐蚀.点蚀发展到一定阶段，容易产生晶间腐蚀.此时，晶界作为腐蚀电池的阳极而优先发生溶解.一般认为晶间腐蚀的产生必须要具备两个条件:一是晶界物质的物理化学状态与晶粒本身不同，另一是特定的环境因素，如潮湿大气、电解质溶液、过热水蒸气、高温水或熔融金属等［6］.晶界处的原子排列较为混乱，是缺陷和应力集中的区域，位错和空位等在晶界处积累.同时，晶界处溶质、各类杂质吸附和偏析或在晶界处析出沉淀相，都会导致晶界与晶粒内部的化学成分出现差异，产生形成腐蚀微电池的物质条件.处于特定的腐蚀介质中时，晶界和晶粒本体就会显现出不同的电化学特性.晶界和晶粒的电化学不均匀性，构成腐蚀原电池.晶界为阳极，晶粒为阴极，由于晶界的面积很小，构成“小阳极-大阴极”，腐蚀速度显著加快.周浸480 h后，2A12铝合金产生了轻微的晶间腐蚀，这主要是由于2A12合金中CuAl2阴极相很多，在高湿状态下，沿晶界析出CuAl2，形成贫Cu区.该贫Cu区作为阳极发生溶解，所以晶间腐蚀无法避免.图3是图2(b)中点蚀部位的能谱结果，由图3可以看到，点蚀底部主要有O，Al，Cl，Ca元素.Cl元素的存在表明蚀孔形成后，由于自催化作用，孔内的Cl－浓度增高，Cl－是促进点蚀发展的主要原因.通常，Cl－穿过钝化膜发生表面吸附形成点蚀后，封闭氧浓差电池成为腐蚀扩展的主要动力，蚀坑底部的Cl－浓度增加.含氯的最终产物的易溶性和氯离子向蚀坑底部的迁移阻碍了试样表面氯离子的大量堆积［7］，尽管有些Cl确实进入了腐蚀层，正如EDS图中看到的那样，Cl元素存在，但含量很小.图4是2A12铝合金在NaCl的质量分数为0.5%的NaCl溶液中干湿周浸不同时间后的电化学阻抗结果.由图4可以看出，其Nyquist曲线由高频端的一个半径很小的压缩容抗弧和一个中低频的Warburg阻抗组成.随实验时间的延长，腐蚀速度逐渐增大，在120 h处达到最快，此时试样的阻抗模值最小，对应的高频容抗弧半径也最小.在图4(c)上可以看到120 h时试样的相角值突然异常升高，在中频区域出现一个对应较宽频率范围的相角峰.随着时间的进一步延长，腐蚀速度开始降低，表现为阻抗模值减小，同时相角值也有所回落，但均高于45°.选用等效电路R(Q(RW))对2A12铝合金在NaCl的质量分数为0.5%的NaCl溶液中干湿周浸不同时间后的EIS结果进行了拟合，如图5.相应的阻抗表达式为:拟合后的Rt值随时间的变化曲线如图6所示.随浸泡时间的延长，R值呈现先降低后升高的规律，在120h达最小值.铝合金的腐蚀机制主要是电化学腐蚀，包含的阴极和阳极反应分别为:铝合金腐蚀过程中其阳极反应除了发生简单的电子转移外，还会发生二次反应，从而导致惰性氧化铝薄膜的生成［8］，从热力学角度考虑，它会提高金属的钝化性能.反应式为［3］:Cl－因为离子半径小，穿透性强，首先在钝化膜的活性点处吸附，吸附在氧化膜不完整或缺陷处增强，接下来发生吸附的离子与氧化膜的化学反应、促进了钝性金属表面膜的减薄和局部开裂，从而促进了铝合金的直接溶解.腐蚀机制为:在NaCl溶液中，氧化膜受到破坏的地方呈活化状态为阳极，未受破坏的保持钝态为阴极，组成活化-钝化电池，很快产生点蚀［9］.在腐蚀早期，腐蚀产物少，对电极的阻滞作用小，氧的扩散基本不受限制，随时间延长，活性溶解点增多，腐蚀速率不断增高，120 h后Rt值最小，腐蚀速率最大.随着时间延长，点蚀数量和面积增大并逐渐连通.一方面，电极表面发生反应的有效面积增大，钝化膜结构被破坏，使基体金属裸露出来，促进反应进行;另一方面，腐蚀产物膜的位阻效应已十分明显，腐蚀产物在电极表面聚集，产物的阻值逐渐增大，阻滞作用不断增强，Cl－从溶液向铝合金表面传输的速率降低.粒子在电极表面腐蚀产物膜中的扩散过程逐渐成为速率控制步骤.当逐渐形成连续腐蚀产物膜后，反应物和产物的传质过程均受限制，腐蚀电流减小，腐蚀速度减缓.若腐蚀产物疏松易脱落，则脱落后露出的新界面会成为新的腐蚀活性区，加速腐蚀的发展. (1)2A12铝合金在NaCl的质量分数为0.5%的NaCl溶液中周浸后的腐蚀形态主要是点蚀和晶间腐蚀.(2)2A12铝合金在NaCl的质量分数为5%的NaCl溶液中周浸120 h后，产物电阻达最小值.连续腐蚀产物膜形成前，粒子在电极表面腐蚀产物膜中的扩散过程起主导作用，腐蚀产物对电极反应的阻滞作用小.随实验时间的延长，腐蚀产物对电极的阻滞作用不断增强，腐蚀速度减缓.【相关文献】［1］安百刚，张学元.铝和铝合金的大气腐蚀研究现状［J］.中国有色金属学报，2001，11(s2):11-14.［2］曹楚南.中国材料的自然环境腐蚀［M］.北京:化学工业出版社，2005.69.［3］ Elola A S，Otero TF，Porro A.Evolution of the pitting of aluminum exposed to the atmosphere［J］.Corrosion，1992，48(10):854-863.［4］ Elola A S，Otero T F，Porro A.Corrosion caused by the atmosphere on 1050 aluminum in the Basque country［J］.Werkstoffe und Korrosion，1993，44(1):10-19. ［5］ Santana R JJ，Javier SH F，Gonzalez JE.The effect of environmental and meteorological variables on atmospheric corrosion of carbon steel，copper，zinc and aluminium in a limited geographic zone with different types of environment［J］.Corrosion Science，2003，45(4):799-815.［6］刘永辉，张佩芬.金属腐蚀学原理［M］.北京:航空工业出版社，1993.115.［7］ Friel JJ.Atmospheric corrosion products on Al，Zn，and AlZnmetallic coatings ［J］.Corrosion，1986，42:422-426.［8］李鹏.飞机铝合金结构件的腐蚀机理与控制［J］.全面腐蚀控制，2006，20(2):36-38. ［9］ OdnevallW，Leygraf C.Atmospheric corrosion of Zincbased mterials:runoff rates，chemical speciation and ecotoxicity effects.［J］.Corrosion Science，2001，43(5): 809-816.。

2D12铝合金腐蚀性能研究

2D12铝合金是 A l Cu M g 系合金, 为中强度铝合金, 相当于美国的 2124 铝合金, 在飞机上大量应用。由于潮湿空气和工业废气的作用使沿海地区飞行的飞机铝合金发生晶间腐蚀、剥蚀和应力腐蚀。由于晶间腐蚀发生在金属内部 , 往往不易发现 , 引起结构件的突然破坏。剥蚀导致材料强度、塑性和疲劳性能的大幅度下降。应力腐蚀一旦出现则造成灾难性的后果。因此有必要对 2D12 铝合金的腐蚀性能进行研究 , 以便为确定使用环境、使用条件时提供理论依据。
第 26 卷
第 3期
航
空
材
料
学
报
V o. l 26 , No . 3 June 2006
2006 年 6 月
JOURNAL OF A ERONAUT ICAL MAT ER I A LS
2D12铝合金腐蚀性能研究
孙志华, 刘明辉, 张晓云, 高健, 陆峰, 戴立金
( 北京航空材料研究院 , 北京 100095) 摘要 : 对不同规格 2D12 铝合金进行晶间腐蚀、剥蚀和应力腐蚀性能测定。研究表明 , 2D 12 铝合金自然时效 ( T4) 状态具有晶间腐蚀和剥落腐蚀倾向 , 2D12 铝合金 S L 方向比 S T 方向的抗应力腐蚀的性能低 , 应力腐蚀开裂门槛应力强度因子分别为 22 . 6 和 27 . 1 M Pa m 1/ 2, 这与 C 环应力腐蚀结果一致 , 断口呈现典型的沿晶断裂特征。关键词 : 2D 12 铝合金 ; 晶间腐蚀 ; 剥蚀 ; 应力腐蚀中图分类号 : TG172. 9 文献标识码 : A 文章编号 : 1005 5053( 2006) 03 0297 02
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Cl-含量对2A12铝合金腐蚀行为的影响

冯海涛等：ｃｌ‘含量对２Ａ１２铝合金腐蚀行为的影响１３７期为含ｃＩ一大气环境下铝合金的腐蚀行为研究提供参考依据．去除．采用ＪＳＭ６４８０ＬＶ型扫描电镜观察试样表面微观腐蚀形貌，ＸＲＤ进行腐蚀产物组成分析．１实验条件和方法２实验结果实验材料为２Ａ１２铝合金（Ｔ４），其化学成分（质’量分数，％）为：ＳｉＯ．１３，Ｆｅ０．３５，Ｃｕ４．６８，Ｍｎ０．５３，Ｍｇ１．５８，Ｚｎ０．１０，Ｔｉ０．０２３，ＡＩ余量．所用试样皆除去包铝层．试样尺寸为３０ｍｍ×２０ｍｍ×３．ｍｍ．经水磨砂纸打磨至ｌ０００。

，用去离子水冲洗，酒精擦洗，冷风吹干，然后置于干燥器中静置２４ｈ，用于形貌观察．干湿周浸实验在ＥＡ－０８周浸腐蚀实验箱中进行，采用ＮａＣＩ的质量分数（下同）为０．５％，２．５％，３．５％，５％，１０％的ＮａＣＩ溶液．溶液温度为（３５±２）℃，箱内空气温度定为（４５．４－２）℃．实验时间为４８０ｈ，以６０ｍｉｎ为一个周期，１５ｒａｉｎ浸渍和４５ｍｉｎ干燥．试样表面腐蚀产物采用５０ｍＬ磷酸和２０ｇ三氧化铬加蒸馏水配制成１０００ｍＬ溶液清洗，然后在密度为１．４２ｇ／ｍＬ的浓硝酸中放置５ｒａｉｎ后２．１腐蚀产物微观形貌。

２Ａ１２铝合金在不同ＮａＣＩ的质量分数的ＮａＣＩ溶液中周浸４８０ｈ后的微观腐蚀形貌如图ｌ所示．由图ｌ可以看出，周浸４８０ｈ后，腐蚀产物浓厚，覆盖了整个试样表面．在ＮａＣＩ的质量分数为０．５％的ＮａＣＩ溶液中，试样表面相对平整，龟裂状不规则块状腐蚀产物上分布着圆胞状的腐蚀产物．在ＮａＣＩ的质量分数为２．５％的ＮａＣｌ溶液中，试样表面粗糙度增加，圆胞状腐蚀产物连结成链状．在ＮａＣＩ的质量分数为３．５％的ＮａＣｌ溶液中，产物出现了明显分层．相对致密的黑色龟裂状底层产物膜上分布着片状表层腐蚀产物，显微形貌为不规则的菜花状．ＮａＣＩ溶液的ＮａＣＩ的质量分数为５％时，菜花状腐蚀产物进一步扩展，形成大片蜂窝状，疏松、细碎．１０％时，腐蚀产物为剥离态的蜂窝状，粉化极为严藿．图１不同含量ＮａＣＩ溶液中２Ａ１２铝合金周浸４８０ｈ后的微观腐蚀形貌Ｆｉｇ．１Ｍｉｃｒｏ—ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓｏｆ２Ａ１２ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｉｎｖａｒｉｏｕｓＮａＣＩｓｏｌｕｔｉｏｎｓａｆｔｅｒ４８０ｈａｌｔｅｒｎａｔｅｉｍｍｅｒｓｉｏｎ（ａ）Ｏ．５％；（ｃ）２．５％；（ｅ）３．５％；（ｈ）５％；（ｋ）１０％；（ｂ），（ｄ），（ｆ），（ｉ），（１）相应放大图１３８内蒙古科技大学．学报２０１０年６月第２９卷第２期２．２断面点蚀形貌采用金相显微镜观察了ＮａＣＩ的质量分数不同的ＮａＣＩ溶液中，２Ａ１２铝合金干湿周浸４８０ｈ后的断面形貌．由图２可见，试样发生了明显的点蚀．主要有椭圆型、垂直型、皮下型、窄深型等几种点蚀形貌．测量了各图上１０处蚀孔深度，计算了各溶液中的试样的点蚀深度平均值．在ＮａＣＩ的质量分数为０．５％的ＮａＣＩ溶液中，点蚀发展较快，密度较大，平均点蚀深度为１２．８５¨肌．当ＮａＣＩ的质量分数增大到２．５％时，点蚀的密度小，平均点蚀深度为１３．１０斗ｍ．当ＮａＣＩ的质量分数进一步增大到３．５％时，平均点蚀深度为１５．２１；ｘｍ．当ＮａＣＩ的质量分数为５％时，２Ａ１２铝合金的点蚀深度达最大值，平均点蚀深度为６３．５９斗ｍ，且个别点蚀连通．当增加到１０％后，点蚀深度反而减小，平均点蚀深度为１２．５斗ｍ．除点蚀外，可以看到发生了轻微的晶间腐蚀．图２不同含量ＮａＣｌ溶液中２Ａ１２铝合金的断面点蚀形貌Ｆｉｇ．２Ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓｏｆｐｉｔｔｉｎｇＯｉｌ２Ａ１２ａｌｕｍｉｎｕｍａＩＩｏｙｉｎｖａｒｉｏｕｓＮａＣ！ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ（ａ）０．５％；（ｂ）２．５％；（Ｃ）３．５％；（ｄ）５％；（ｅ）１０％２．３腐蚀动力学２Ａ１２铝合金在不同含量ＮａＣｌ溶液中干湿周浸４８０ｈ后的失重与时间的关系如图３所示．通过对数据的回归分析发现，幂函数较真实地反映了腐蚀动力学变化规律，即Ｃ＝Ａｔ“，（１）式中，Ｃ为腐蚀失重，ｍｇ／ｃｍ２；ｔ为实验时间，ｈ；Ａ，ｎ为常数．在ＮａＣＩ质量分数不同的ＮａＣＩ溶液中２Ａ１２铝合金的动力学曲线回归分析结果见表１．由表１可以看出，在各种Ｃｌ一含量下的拟合方程相关系数Ｒ均大于０．９２４，为高度相关．拟合结果中，ｎ值大多处在０．９一１．３之间，但在ＮａＣＩ的质量分数为５％的ＮａＣＩ溶液中干湿周浸后，ｎ值达到最大，为２．２１９４１．所得的ｎ值范围表明，２Ａ１２铝合金表面生成的腐蚀产物对基体的保护性比较差，Ｃｌ一对铝合金的腐蚀起着加速作用．图３不同含量ＮａＣＩ溶液中２Ａ１２铝合金的动力学曲线Ｆｉｇ．３Ｋｉｎｅｔｉｃｓｐｌｏｔｓｏｆｃｏｒｒｏｓｉｏｎｆｏｒ２Ａ１２ａｌｕｍｉｎｕｍａｕｏｙｉｎｖａｒｉｏｕｓＮａＣＩｓｏｌｕｔｉｏｎｓCl-含量对2A12铝合金腐蚀行为的影响作者：冯海涛，李涛，李晓刚，周建龙， FENG Hai-tao， LI Tao， LI Xiao-gang， ZHOU Jian-long作者单位：冯海涛,FENG Hai-tao(内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古,包头,014010)，李涛,LI Tao(内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古,包头,014010;北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083)，李晓刚,周建龙,LI Xiao-gang,ZHOU Jian-long(北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083)刊名：内蒙古科技大学学报英文刊名：JOURNAL OF INNER MONGOLIA UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：2010,29(2)1.Nishimura T;Katayama H;Tahara A Electrochemical behavior of rust formed on carbon steel in awet/dry environment containing chloride ions[外文期刊] 2000(9)2.Natesan M;Venkatachari G;Palaniswamy N Kinetics of atmospheric corrosion of mildsteel,zinc,galvanized iron and aluminium at 10 exposure stations in India 20063.Zhu F;Persson D;Thierry D Formation of corrosion products on open and confined zinc surface exposed to periodic wet/dry conditions-a comparison between zinc and electrogalvanized steel[外文期刊] 2001(07)4.Zhu F;Persson D;Thierry D Formation of corrosion products on open and confined zinc surfaces exposed to periodic wet/dry conditions[外文期刊] 2000(12)5.Corvo F;Perez T;Dzib L R Outdoor-indoor corrosion of metals in tropical coastal atmospheres2008(01)6.Sun S Q;Zheng Q F;Li D F Long-term atmospheric corrosion behaviour of aluminium alloys 2024 and 7075 in urban,coastal and industrial environments 2009(04)本文链接：/Periodical_btgtxyxb201002010.aspx。

纯铝在0_6mol_LNaCl溶液中腐蚀行为的SECM分析_周和荣

图 5 纯铝腐蚀缺陷处的腐蚀产物的能谱分析结果 F ig 5 ED S ana lysis o f 1060 alum inum in 0 6mo l/L N aC l so lution after 48h i mm ersion
致金属间化合物与铝基体形成腐蚀微电池加速材料 [ 8] [ 9, 10] 的腐蚀溶解。依据文献分析结果, 当金属间化合物的电位低于铝基体时 , 比如含有镁元素的金
。但纯铝在海洋大气环境中
常常会发生腐蚀 , 腐蚀初期主要为点蚀, 到腐蚀后期发展为晶间腐蚀和剥蚀。因此 , 研究纯铝在腐蚀初期的腐蚀发展过程, 特别是能实时原位观测纯铝表面的变化对于了解纯铝初期腐蚀行为、腐蚀发展过程以及新型铝合金材料的研发都是非常重要的。扫描电化学显微镜技术作为一种现场空间高分辨的新电化学方法, 对于研究材料的局部腐蚀能够从微观得到非常有价值的信息。 Burste in d T 等人在开路条件下用 SECM 研究了不锈钢点腐蚀和涂层金 [ 2, 3] 属膨胀的早期过程。 Davood i A 采用 AFM 和 SECM 研究了铝合金在氯化钠溶液中的腐蚀行为 , 认为铝合金的腐蚀首先是点蚀 , 主要是由于金属间化合物溶解以及金属间化合物与基体接触边界的基体溶解 ; 并且随阳极极化电位的升高腐蚀越严重。 Seegm iller J C
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当 P t探针扫描到纯铝 1060 基底表面时, 纯铝 1060 表面局部溶解 , 铝失去电子发生氧化反应 , 探针上产生的 I3 与铁基底上溶解的 A l 离子发生反应, 探针上氧化电流增大, 面扫描图中为一凸峰, 即为铝溶解的表面活性点。在腐蚀初期 ( 0h) 表面氧化电流峰的数量较少, 氧化电流数值很小, 活性点很少; 腐蚀 4h 后在同一检测面积区域的右侧 ( A 区 ) 氧化电流峰数量增多, 氧化电流数值较大, 活性点较多, 腐蚀溶解主要发生在 A 区 ; 随腐蚀时间的延长 ( 26h) , A 区氧化电流数值不断增大, 同时 B 区氧化电流峰的数量增多 , 氧化电流的数值不断增大, 说明 B 区活性点增多 , 腐蚀溶解趋势增强; 到腐蚀 48h 后, B 区氧化电流峰的数量明显比 A 区多, 腐蚀溶解主要发生在 B 区。由于试样同一区域 ( 400 m

课后作业14金属及其化合物的综合应用2025年高考化学一轮复习

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6．(2023·广东广州三校三模)《开宝本草》记载“取钢煅作叶，如笏或团，平面磨错，令光净，以盐水洒之，于醋瓮中阴处埋之，一百日，铁上衣生，铁华成矣”。铁华粉[主要成分为(CH3COO)2Fe·H2O]可用如下方法检测。下列相关说法不正确的是( )
A．在铁华粉中加入稀硝酸，再滴加 KSCN 溶液，一定会变红 B．制备铁华粉的主要反应为 Fe＋2CH3COOH===(CH3COO)2Fe＋H2↑ C．气体 X 的产生是因为发生了复分解反应 D．由上述实验可知，OH－结合 Fe3＋的能力大于 CN－
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课后作业(十四) 金属及其化合物的综合应用
化学
高考总复习精准备考方案
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[A 组基础巩固] 1．(2023·广东汕头模拟)我国科技事业成果显著，下列成果所涉及的材料不属于金属材料的是( ) A．神舟十二号航天员头盔面窗的材料——聚碳酸酯 B．国产大飞机 C919 的主体材料——铝锂合金 C．我国第一艘航空母舰的主体材料——合金钢 D．“奋斗者”号深潜器载人舱的外壳——钛合金
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9．(2023·北京卷)以银锰精矿(主要含 Ag2S、MnS、2)和氧化锰矿(主要含 MnO2) 为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。
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已知：酸性条件下，MnO2 的氧化性强于 Fe3＋。
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(1)“浸锰”过程是在 H2SO4 溶液中使矿石中的锰元素浸出，同时去除 FeS2，有利于
(2)“浸银”时，使用过量 FeCl3、HCl 和 CaCl2 的混合液作为浸出剂，将 Ag2S 中的银以[AgCl2]－形式浸出。

基于两参数Weibull模型的预腐蚀2A12铝合金材料裂纹萌生寿命评估

基于两参数W eibull模型的预腐蚀2A12 铝合金材料裂纹萌生寿命评估李旭东，刘治国，贾明明（海军航空工程学院青岛校区，青岛 266041）摘要：铝合金在航空工业中广泛应用，因此对于铝合金构件的寿命评估很重要。

腐蚀损伤使得裂纹容易萌生，因此降低铝合金结构的疲劳寿命。

铝合金构件在其服役过程中，裂纹萌生寿命占据了大部分的时间，研究腐蚀损伤对于铝合金材料的裂纹萌生寿命的影响具有重要意义。

由于腐蚀疲劳影响因素众多，数据分散性很大，因此本文引入 weibull 分布模型评估腐蚀疲劳裂纹扩展，对于损伤容限评估具有重要意义。

关键词：铝合金；Weibull 模型；裂纹萌生中图分类号：TG171:V252 文献标识码：A 文章编号：1004-7204（2003）05-0009-04Evaluation of Fatigue Initial Life for 2A12 Aluminum Alloy with Pre-corrosion Using TwoParameter Weibull ModelLI Xu-dong，LIU Zhi-guo，JIA Ming-ming（Qingdao Branch of Naval Aeronautical Academy，Qingdao 266041）Abstract：Aluminum alloy is widely used in aviation industry, which makes it a key issue to evaluate the life aluminum components. Corrosion damage will favor crack initiation, and thus outstandingly decrease fatigue life of aluminum structure. Fatigue crack initiation life takes up most of the whole fatigue life of aluminum structure during service, making it key to evaluate effect of corrosion damage on crack initiation. Too many factors will influence corrosion combined fatigue behavior, scatters of experimental data prevail. So it is necessary to introduce weibull model to evaluate the fatigue cracking behavior, which makes the proposed method applicable for damage tolerance assessment.Key wor ds：aluminum alloy; Weibull model; crack initiation铝合金材料成本低廉，为重要的飞机结构材料，但面对服役过程中的疲劳载荷和腐蚀环境，铝合金机体结构会逐步老化，这种腐蚀与疲劳的退化效应伴随飞机服役的终生，威胁飞行安全。

2A12铝合金在含Cl_环境中的腐蚀行为和规律研究_李涛(1)

逐渐取代aloh表面上的oh生成含氯的灰白色腐蚀产物alcl18化学特性仍alohalohalcumgmgalalohalohcl一旦暴露于腐蚀介质中此处的钝化膜首先破坏并难以愈合发生析出相内合金元素的选择性腐蚀使析出相中的活泼元素优先溶解不活泼元素留在原位或在腐蚀区内重新沉积如此反复以致加速选择性腐蚀
2 实验结果
2. 1 金相组织观察实验所用 2A12 铝合金的微观组织如图 1 所
示，可以看出，在 2A12 铝合金的微观结构中存在
1
(a)第二相粒子 1
2
(b)第二相粒子 2 图 1 2A12 铝合金微观结构的 SEM 照片
大量的第二相粒子，大多为不规则圆球状，如图 1（ a），或长条状，如图1 （ b）．这些第二相粒子是为提高铝合金机械性能而人为添加的合金元素，并经过一定的热处理产生的．
的重力作用，从基体呈小片状剥落，如图 3（ d）所示，这主要是由于合金中 Mg 的添加，使其耐蚀性变差．
去除试样表面的腐蚀产物，得到如图 4 所示的微观形貌图．浸泡 96 h 后，试样发生了明显的点蚀．在试样表面有许多孤立的点蚀坑．随着腐蚀时间的延长，到 240 h，点蚀密度增加，蚀孔的直径和深度增大，平均直径约为 10 μm．局部点蚀相互交联并发生了片状剥落．随着浸泡时间进一步延长，腐蚀加剧，点蚀坑逐渐变大变深，基体发生层片状剥落的区域增多，且剥落面积和深度增加，如图 4（ c）、（ d）所示．
2A12 铝合金因其具有的比强度高，延展性好、易加工成型和电性能优良等一系列优点，在交通、能源、电子、航空航天等领域得到广泛的应用［1］．作为使用最为广泛的飞机结构材料及国防武器装备轻量化的关键材料之一，近年来用量不

高考化学与铝及其化合物推断题有关的压轴题及答案解析

高考化学与铝及其化合物推测题有关的压轴题及答案分析一、铝及其化合物1．2019 年诺贝尔奖授与了在开发锂离子电池方面做出优秀贡献的三位化学家。

锂离子电池的宽泛应用要求办理锂电池废料以节俭资源、保护环境。

锂离子二次电池正极铝钴膜主要含有 LiCoO2、 Al 等，办理该废料的一种工艺以下图：（1） Li 的原子构造表示图为 _____________， LiCoO2中 Co 的化合价为 _______。

（2）“碱浸”时 Al 溶解的离子方程式为 __________________________________ 。

（3）“酸溶”时加入 H2O2的目的是 ______________________________________ 。

（4）“沉钴”的离子方程式为 ___________________________________________ 。

（5）配制 100 mL 1 . 0 mol / L ( NH4) 2C2O4溶液，需要的玻璃仪器出玻璃棒、烧杯外，还有_____。

（6）取 CoC2O4固体 4. 41g 在空气中加热至300 ℃，获得的钴的氧化物 2. 41g，则该反响的化学方程式为 __________________________________________________________ 。

【答案】32OH2H 2O 2AlO 23H2将LiCoO2中的Co(Ⅲ ) +2Al复原为 2价Co2C2 O42CoC 2O 4100mL 容量瓶、胶头滴管3CoC 2O42O2Co3O 46CO 2【分析】【剖析】铝钴膜主要含有LiCoO 2、Al等，将废料先用碱液浸泡，将Al 充足溶解，过滤后获得的滤液中含有偏铝酸钠，滤渣为 LiCoO 2 ，将滤渣用双氧水、硫酸办理后生成Li 2SO4、CoSO 4，而后加入氨水调理溶液的pH，生成氢氧化锂积淀进而除掉锂离子，最后对滤液用草酸铵清洗办理，经过一系列办理获得草酸钴。

2021年高三周练化学(12.8) 含答案

2021年高三周练化学（12.8）含答案可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 S-32 Cl-35.5 Mn-55 Zn-65Br-80 I-127单项选择题：本题包括10小题，每小题2分，共计20分。

每小题只有一个．．．．选项符合题意。

1．下列有关物质的分类或归类正确的是① 混合物：福尔马林、水玻璃、水银② 化合物：氯化钙、烧碱、HD③ 电解质：冰醋酸、硫酸钡④ 同系物：苯酚、苯甲醇()⑤ 同位素：12C、13C、14C ⑥ 同分异构体：1-丙醇，2-丙醇A．①③④ B．②⑥ C．①②③ D．③⑤⑥2．下列有关化学用语表示正确的是A．质子数为53、中子数为78的碘原子： B．N2的电子式：C．S2—的结构示意图： D．邻羟基苯甲酸的结构简式：3．下列现象或事实可用同一化学原理加以说明的是A．氯化铵和碘都可以用加热法进行提纯B．氯水和二氧化硫气体均能使品红溶液褪色C．铁片或铝片置于冷的浓硫酸或冷的浓硝酸中均无明显现象D．硫酸亚铁溶液和水玻璃在空气中久置后均会变质4．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是A．pH=1的溶液中：Fe2＋、NO3－、SO42－、Na＋B．水电离出的c(H＋)＝10－12mol/L的溶液中：Ca2＋、K＋、Cl－、HCO3－C．c(H＋)/c(OH－)＝1012的水溶液中：NH4＋、Al3＋、NO3－、Cl－D．c(Fe3＋)＝0.1mol/L的溶液中：K＋、ClO－、SO42－、SCN－5．下列因果关系叙述正确的是A．SO2具有漂白性，故可使酸性KMnO4溶液褪色B．浓硝酸中的HNO3见光会分解，故有时在实验室看到的浓硝酸呈黄色C．Na的金属性比Mg强，故可用Na与MgCl2溶液反应制取MgD．Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3，故在与其他非金属反应的产物中Fe也显+3价6．下列叙述正确的是A．在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子的氧化反应B．镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀C．用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴、阳两极产物的物质的量之比为1∶2D．用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1mol电子转移，则生成1mol NaOH7．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：下列叙述正确的是A．试剂X可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸B．反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁C．图中所示转化反应都不是氧化还原反应D．反应②的化学方程式为NaAlO2＋CO2＋2H2O＝Al(OH)3↓＋NaHCO38．下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是A．FeCl3溶液与Cu的反应：Cu + Fe3+ = Cu2+ + Fe2+B．NO2与水的反应：3NO2 + H2O = 2NO3－ + NO + 2H+C．醋酸溶液与水垢中的CaCO3反应：CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + H2O + CO2↑D．向NaAlO2溶液中通入过量CO2：2AlO2－ + CO2 + 3H2O = 2A(OH)3↓+ CO32－9．下列说法正确的是①Cl2的化学性质活泼，它与H2混合后立即发生爆炸；②实验室制取Cl2时，为了防止环境污染，多余的氯气可以用澄清石灰水吸收；③新制氯水的氧化性强于久置氯水；④检验HCl气体中是否混有Cl2的方法是将气体通入AgNO3溶液；⑤除去HCl气体中的Cl2，可将气体通入饱和食盐水。

上海市度嘉定区2025届化学高三第一学期期末联考模拟试题含解析

上海市度嘉定区2025届化学高三第一学期期末联考模拟试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。

回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、选择题（每题只有一个选项符合题意）1、下图是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系图，下列说法正确的是A ．M 、N 的氧化物都能与Z 、R 的最高价氧化物对应水化物反应B ．Y 的单质能从含R 简单离子的水溶液中置换出R 单质C ．X 、M 两种元素组成的化合物熔点很高D ．简单离子的半径：R>M>X2、草酸亚铁晶体(FeC 2O 4·2H 2O)是一种淡黄色粉末，某课外小组利用下列装置检验草酸亚铁晶体受热分解的部分产物。

下列说法正确的是A ．若③和⑤中分别盛放足量NaOH 溶液和CuO ，可检验生成的COB ．实验时只需要在装置①中反应结束后再通入N 2C ．若将④中的无水CaCl 2换成无水硫酸铜可检验分解生成的水蒸气D ．实验结束后，①中淡黄色粉末完全变成黑色，则产物一定为铁3、常温下，向20mL0.11mol -⋅L 氨水中滴加一定浓度的稀盐酸，溶液中由水电离的氢离子浓度随加入盐酸体积的变化如图所示。

则下列说法正确的是A ．常温下，0.11mol -⋅L 氨水中32NH H O ⋅的电离常数K 约为5 110-⨯B ．a 、b 之间的点一定满足，()()()()+-+-4c NH >c Cl >c H >c OHC ．c 点溶液中()()4NH Clc c +-=D ．d 点代表两溶液恰好完全反应 4、探究Na 2O 2与水的反应，实验如图：已知：H 2O 2⇌H ++HO 2-；HO 2-⇌H ++O 22- 下列分析不正确的是A ．①、④实验中均发生了氧化还原反应和复分解反应B ．①、⑤中产生的气体能使带火星的木条复燃，说明存在H 2O 2C ．③和④不能说明溶解性：BaO 2>BaSO 4D ．⑤中说明H 2O 2具有还原性5、用下列装置进行相应实验，能达到实验目的的是( )A ．用22Na O 或22H O 作反应物制氧气B ．进行中和热的测定C ．蒸干4CuSO 溶液制备42CuSO 5H OD ．模拟工业制氨气并检验产物6、化学与人类生产、生活、社会可持续发展密切相关。

金属腐蚀理论及腐蚀控制答案

金属腐蚀理论及腐蚀控制答案本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March《金属腐蚀理论及腐蚀控制》（跟着剑哥走，有肉吃。

）习题解答第一章1.根据表1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V- 和年腐蚀深度V p，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。

30% HNO3，25C2040330405解：由题意得：（1）对碳钢在30%HNO3( 25℃)中有：Vˉ=△Wˉ/st= m∙h又有d=m/v=20×40×=cm2∙hVp=ˉ/d=×=y对铝在30%HNO3(25℃)中有：Vˉ=△Wˉ铝/st= =㎡∙hd=m铝/v=30×40×5×=cm3说明：碳钢的Vˉ比铝大，而Vp比铝小，因为铝的密度比碳钢小。

（2）对不锈钢在20%HNO3( 25℃)有：表面积S=2π×2.0＋2π××= m2015Vˉ=△Wˉ/st= g/ m2∙h试样体积为：V=π××= cm3d=W/V== g/cm3Vp=ˉ/d=×=y对铝有：表面积S=2π×2.0＋2π××= m202Vˉ=△Wˉ/st= g/ m2∙h试样体积为：V=π×22×= cm3d=W/V== g/cm3Vp=ˉ/d=×=y试样在98% HNO3(85℃)时有：对不锈钢：Vˉ=△Wˉ/st= g/ m2∙hVp=ˉ/d=×=y对铝：Vˉ=△Wˉ/st= m2∙hVp=ˉ/d=×=y说明：硝酸浓度温度对不锈钢和铝的腐蚀速度具有相反的影响。

3.镁在L NaCl 溶液中浸泡100小时，共放出氢气330cm3。

试验温度25C，压力760mmHg；试样尺寸为2020 (mm)的薄板。