铝的腐蚀性能及海洋大气环境中铝的腐蚀特性

铝的腐蚀性能及海洋大气环境中铝的腐蚀特性
1、铝的耐氧腐蚀性能
铝是一种活泼金属，极容易和空气中的氧气起化应生成氧化铝。

氧化铝在铝制器皿表面结一层灰色致密的极薄的（约十万分之一厘米厚）薄膜，这层薄膜十分坚固，它能使里力的金属和外界完全隔开。

从而保护内部的铝不再受空气中氧气的侵蚀。

2、铝的酸碱腐蚀
铝和氧化铝薄膜都能和许多酸性或碱性物质起化学反应，一旦氧化铝薄膜被碱性溶液或酸性溶液溶解掉，则内部铝就要和碱性或酸性溶液起反应而渐渐被侵蚀掉。

3、铝的腐蚀形式
（1）点腐蚀：点腐蚀又称为孔腐蚀，是在金属上产生针尖状、点状、孔状的一种为局部的腐蚀形态。

点腐蚀是阳极反应的一种独特形式，是一种自催化过程，即点腐蚀孔内的腐蚀过程造成的条件，如有腐蚀介质（CL-、F-等）、促进反应的物质（CU2+、ZN2+等），既促进又足以维持腐蚀的继续进行。

（2）均匀腐蚀：铝在磷酸与氢氧化钠等溶液中，其上的氧化膜溶解，发生均匀腐蚀，溶解速度也是均匀的。

溶液温度升高，溶液浓度增大，促进铝的腐蚀。

（3）缝隙腐蚀：缝隙腐蚀是一种局部腐蚀。

金属部件在电解溶液中，由于金属与金属或金属与非金属之间形成缝隙，其宽度足以使介质浸入而又使介质处于一种停滞状态，使得缝隙内部腐蚀加剧的现象称为缝隙腐蚀。

缝隙腐蚀特别容易发生在机械组件接合的地方，例如金属垫圈或是铆接处和铝门窗与灰浆填隙处。

它是属于一种电池效应，但是缝隙一般需在特定程度大小的范围内才会发生，例如：有足够的宽度可使溶液进入，足够窄得使溶液可以停滞等，所以在应用或工程上必须要小心，避免发生足以产生缝隙腐蚀的环境。

缝隙腐蚀的机构很类似穿孔腐蚀的情况，首先是均匀腐蚀，然后因氧浓淡电池会引起阳极反应（缺氧区）和阴极反应（富氧区），由于间隙内氧无法补充，因此阳极反应会继续在同一个位置进行，因此产生严重的腐蚀结果。

（4）晶间腐蚀：是在金属界处发生局部腐蚀的现象。

就电化学的观点来看，由于材料的晶粒为阴极，而晶界一般为阳极，因此在均匀腐蚀的情况下，晶界处的腐蚀性仍稍大于晶粒处，如果在特殊情况下，材料的晶界抗蚀元素又相对减少，晶间腐蚀的现象就会发生。

AL-CU-MG、AL-ZN-MG系铝合金有晶间腐蚀的倾向。

（5）应力腐蚀开裂（SCC）：铝合金的SCC是在20世纪30年代初被发现的。

金属在应力（拉应力或内应力）和腐蚀介质的联合作用下所发生的一种破坏，被称为SCC。

SCC的特征是形成腐蚀一种机械裂缝，既可以沿着晶界发展，也可以穿过晶烂扩展。

由于裂缝扩展是在金属内部，会使金属结构强度大大下降，严重时会发生突然破坏。

材料受到局部应力或应力作用不平均时，受到高应力作用的区域会形成阳极，而受较低应力作用的区域则形成阴极，因此作用应力会使得腐蚀作用更为加速称谓为应呼电池。

应力腐蚀发生在冷加工的材料时，高度冷加工的区域更具阳极性，另外在材料存在裂缝的情况下，也会造成应力腐蚀。

4、铝的腐蚀机理
（1）化学腐蚀：金属的化学腐蚀是金属在干燥气体（如氧、氯、硫化氢等）和非电解质溶液中进行化学反应的结果。

化学反应引起引起腐蚀，在腐蚀过程中不产生电流。

金属的化学腐蚀只在特定的情况下发生，不具普遍性。

例如：金属的氧化M-O→MO。

（2）电化学腐蚀：金属的和介质发生电化学反应而引起的腐蚀，在腐蚀的过程中有阳极和阴极区，电流可以通过金属在一定的距离中流动，如金属在各种介质溶液（如海水、酸、碱、盐溶液、潮湿大气等）中的腐蚀。

在一般情况下电化学腐蚀主要为微电池腐蚀和浓差电池腐蚀。

（3）化学或电化学加机械因素的腐蚀：这是多因素引起的腐蚀。

由于各种因素的相互作用，往往产生非常激烈的腐蚀，一般包括应力腐蚀，腐蚀疲劳、空蚀腐蚀等。

5、海洋大气环境下铝的腐蚀
海洋大气环境对铝的腐蚀作用主要表现在：使铝腐蚀速度加快；海盐粒子对铝的腐蚀作用；氯离子对铝的腐蚀作用。

（1）海洋大气环境下铝的腐蚀速度加快
铝在各类大气环境下的腐蚀速率如表1所示，从中可明显看出在海洋性大
气环境下，铝的腐蚀速率明显加快。

表1 大气环境下各类金属的腐蚀速率
（2）海洋大气环境中海盐粒子对铝的腐蚀
海洋大气中含有大量的海盐粒子，海浪及大风也将海水带入大气中，会降落在暴露的金属表面上，海盐粒子极易吸湿，形成强腐蚀液，对金属有着很强的腐
蚀作用。

靠海越近，海雾中的氯化物含量越高，在该环境下的物体上盐分沉积量也越多，造成的腐蚀也越严重。

铝合金在这样的条件下会产生疏松的腐蚀产物。

（3）海洋大气环境中氯离子对铝的腐蚀
铝及铝合金具有良好的耐大气腐蚀特性，但当大气中存在氯离子时会加速铝合金的腐蚀。

卤素离子，尤其是氯离子能破坏铝合金表面的氧化膜，使其耐蚀能力下降。

在海水、海洋大气条件下，铝合金的耐蚀性能降低。

距海岸线距离不同，大气中的海盐例子浓度不同，氯离子的浓度也不同。

距离海岸线越近，氯离子浓度越高。

因为氯离子半径小，穿透力强，当氯离子吸附在金属表面上时，会从钝化膜的薄弱部位进入钝化膜，使钝化膜发生局部破坏，开始对基体腐蚀，从而对铝合金有强烈的点蚀作用。

大气中氯离子浓度越高，腐蚀速度越快。