一种快速测定铝阳极合金腐蚀结果的方法技术

本发明专利技术公开了一种快速测定铝阳极合金腐蚀结果的方法，测试铝阳极合金的循环极化曲线，并进行如下判定：Eprot＞Ecorr，则铝阳极合金处于钝化状态；Ecorr＞Eprot并且无Eptp的曲线特征，则铝阳极合金处于腐蚀状态且腐蚀形貌为均匀腐蚀；Eptp＞Ecorr＞Eprot，则铝阳极合金处于腐蚀状态且腐蚀形貌为均匀腐蚀伴随侧向点蚀；Ecorr＞Eptp＞Eprot，则铝阳极合金处于腐蚀状态且腐蚀形貌为纵深点蚀。本发明专利技术快速测定铝阳极合金腐蚀结果的方法，测定准确，不需要进行长时间的腐蚀试验，测定的效率得到大大提高，而且测定的准确度高，与实际腐蚀试验的结果相同，适合推广应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属腐蚀与防护领域，具体涉及快速测定铝阳极合金腐蚀结果的方法。
技术介绍
铝阳极合金主要用做海水环境中牺牲阳极材料，其工作原理是阳极材料与钢铁构件直接连接构成电流回路，阳极与钢铁构件之间产生驱动力(电位差)，阳极合金持续不断的提供电荷，使钢铁构件处于被保护状态。铝阳极合金的腐蚀结果包括钝化状态和腐蚀状态，在腐蚀状态下铝阳极合金的腐蚀形式分为均勻腐蚀和局部点蚀，由于局部点蚀速度快， 具有突发性，易造成金属设施的严重破坏。预测处于腐蚀状态铝阳极合金的腐蚀形貌是均勻腐蚀还是局部点蚀，点蚀是敞口状扩展(侧向扩展)还是深挖状扩展(纵深扩展)，对减少腐蚀安全隐患具有重要实际意义。为了防止纯铝阳极表面钝化，对铝进行合金化从而活化其表面，但这会使铝阳极合金在工作中会出现点蚀。铝阳极合金活化方式为广泛接受的溶解再沉积方式，即铝阳极合金中存在于固溶体中的合金元素腐蚀溶解后通过置换反应沉积在钝化膜中，使钝化膜中的缺陷增加促使钝化膜剥落，这种活化方式发生在合金整个表面上，为均勻腐蚀。若铝阳极合金的点蚀呈敞口状扩展，则可以与均勻腐蚀共同作用在铝阳极合金表面形成均勻溶解， 若铝阳极合金的点蚀呈深挖状扩展，则会使合金严重局部腐蚀，导致铝阳极合金的损坏。电化学测试是客观正确评价金属腐蚀性能的一种数字化测试技术，近年来在腐蚀研究领域得到广泛应用。极化法反映合金的腐蚀电化学过程，是适合现场测试的无损检测技术。循环动电位极化测试技术是对常规化极法的改进，对铝阳极合金样品进行控制 (动)电位扫描得到循环极化曲线，如图1、2所示从循环极化曲线能确定合金的自腐蚀电位Ecorr、点蚀电位Epit和保护电位Eprot，由此可给出合金腐蚀时的活化、钝化、点蚀、再钝化的电位范围，具体可参见以下公开文献A、Characterization of microstructure, chemical composition, corrosion resistance and toughness of a multipass weld joint of superduplex stainless steel UNS S32750 ；S.S.Μ. Tavares etc. ；MATERIALS CHARACTERIZATION。 B、 Study of Al alloy corrosion in neutral NaCl by the pitting scan technique ；Monica Trueba etc. ；Materials Chemistry and Physics。 C、 Determining the appropriate scan rate to perform cyclic polarization test on the steel bars in concrete ；A. Poursaee ；Electrochimica Acta。D、船用招合金点烛及阴极保护研究；杨铁军等；装备环境工程。E、调整处理对0Crl7Ni4Cu4Nb钢组织及耐蚀性的影响；赵义等；东北大学学报。但上述腐蚀参数不能反映点蚀扩展情况，即点蚀是纵深扩展还是侧向扩张，目前主要依靠表面观察法来观察铝阳极合金表面的腐蚀形貌，是均勻溶解还是出现纵深的点蚀坑，但这种判断方法往往需要几十天甚至几个月几年浸泡才能得出结论，从而影响了判断的效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，以提高测定的效率。为了实现以上目的，本专利技术所采用的技术方案是，测试铝阳极合金的循环极化曲线，并进行如下判定若曲线中具有母W > Ecorr的曲线特征，则铝阳极合金处于钝化状态； 若曲线中具有并且无处尔的曲线特征，则铝阳极合金处于腐蚀状态且腐蚀形貌为均勻腐蚀；若曲线中具有劭尔> Ecorr > Eprot的曲线特征，则铝阳极合金处于腐蚀状态且腐蚀形貌为均勻腐蚀伴随侧向点蚀；若曲线中具有>劭尔> Eprot的曲线特征，则铝阳极合金处于腐蚀状态且腐蚀形貌为纵深点蚀。所述循环极化曲线的测试采用标准三电极体系一对电极、参比电极及工作电极， 其中铝阳极合金作为工作电极，用动电位法测试铝阳极合金得到其循环极化曲线。在通常的电解池中，铝阳极合金的循环动电位极化曲线如图1或图2所示，在电位稍大于自腐蚀电位时，随着电位增大，电流密度缓慢上升，Ecorr与点蚀电位劭ii 相差不大，表明合金活性好，在自腐蚀电位已发生点蚀，而反向扫描时，随着电位降低，电流密度也相应迅速减小，但回扫的电位-电流密度曲线一般不与正向扫描曲线重合。此时表明原先产生的点蚀仍在继续发展，但随着电位不断下降，蚀点的发展速度越来越小，而当电位降低到某一数值时，蚀点重新被钝化，回扫曲线与钝态曲线相交，这一电位称作保护电位 Eprot0在循环极化曲线上一般还有一个腐蚀特征参数，反向扫描时电流密度减小转折点对应的电位，即点蚀转变电位处尔，该电位处电流密度下降发生转折，表明蚀坑低部开始钝化，而整个点蚀的钝化，即合金整个表面钝化需反向扫描到保护电位万/W时完成。因此只根据EproUEpi t与Ecorr可预测合金点蚀敏感性，但不能预测点蚀扩展状况，即合金点蚀是侧向扩展具有敞口状还是向深处扩展具有深挖状。在描述点蚀再钝化时， 保护电位万/W结合点蚀转变电位处尔能更详细反映合金点蚀扩展过程。点蚀转变电位处尔是循环极化反向扫描曲线上电流密度减小转折点对应的电位，如图1、图2所示。根据循环极化曲线上^b0rr、^7r0i和处尔可以更准确预测合金的点蚀扩展。合金点蚀扩展时，腐蚀时由于蚀坑的存在使蚀坑内质量与电荷的发生传递困难， 点蚀转变电位处尔与合金点蚀坑内的钝化过程有关，点蚀转变电位处尔表明蚀坑底部开始钝化，形成蚀坑越深，质量与电荷的传递发生越困难，点蚀转变电位处尔越负，即深的蚀坑不易钝化，由此一旦点蚀发生纵深扩展，则这种纵深扩展的趋势愈发强烈，最终与均勻腐蚀相比占据主导地位，导致铝阳极合金整体呈现纵深点蚀的腐蚀形貌。如图1所述的循环极化曲线，即腐蚀特征参数具有如下关系时-.Ecorr > Eptp > Α/ττο ，具有这种循环极化曲线特征的合金在工作电位长时间腐蚀时，点蚀坑底部还没钝化，点蚀向深处扩展呈深挖状， 最终这种纵深扩展的趋势越来越大，最终造成纵深点蚀的腐蚀形貌。相反，循环极化曲线上不出现处尔，表明合金表面上点蚀坑很浅，即点蚀的自修复能力很强，整体呈现均勻腐蚀的腐蚀形貌。如图2所示极化曲线，即腐蚀特征参数处尔>Ecorr >Eprot,具有这种循环极化曲线特征的合金在工作电位长时间腐蚀时，点蚀坑底部已经钝化，点蚀则向侧向扩展呈敞口状，与均勻腐蚀共存最终形成均勻腐蚀伴随敞口状点蚀形貌。另外如图3所示，若保护电位母ττο >自腐蚀电位feorr，回扫曲线相对正扫曲线正移，回扫曲线上电流密度小于正扫曲线对应电位的电流密度，则反向扫描尚未到达自腐蚀电位feorr，铝阳极合金就已经完全钝化，因此可以认为铝阳极合金处于钝化状态。本专利技术快速测定铝阳极合金腐蚀结果的方法，测定准确，不需要进行长时间的腐蚀试验，测定的效率得到大大提高，而且测定的准确度高，与实际腐蚀试验的结果相同，适合推广应用。附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种快速测定铝阳极合金腐蚀结果的方法，其特征在于：测试铝阳极合金的循环极化曲线，并进行如下判定：若曲线中具有Ｅｐｒｏｔ＞Ｅｃｏｒｒ的曲线特征，则铝阳极合金处于钝化状态；若曲线中具有Ｅｃｏｒｒ＞Ｅｐｒｏｔ并且无Ｅｐｔｐ的曲线特征，则铝阳极合金处于腐蚀状态且腐蚀形貌为均匀腐蚀；若曲线中具有Ｅｐｔｐ＞Ｅｃｏｒｒ＞Ｅｐｒｏｔ的曲线特征，则铝阳极合金处于腐蚀状态且腐蚀形貌为均匀腐蚀伴随侧向点蚀；若曲线中具有Ｅｃｏｒｒ＞Ｅｐｔｐ＞Ｅｐｒｏｔ的曲线特征，则铝阳极合金处于腐蚀状态且腐蚀形貌为纵深点蚀。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马景灵，文九巴，王顺兴，王喜然，邵海洋，王浩，李全安，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：41