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腐蚀试验方法及检测技术 1 第六章加速腐蚀试验方法 1盐雾试验1 1中兴盐雾 NSS 试验1 2醋酸盐雾 ASS 试验1 3铜加速的醋酸烟雾 CASS 试验1 4其他标准试验方法1 5盐雾箱的结构2控制湿度的试验3腐蚀性气体试验4电解加速腐蚀试验4 1电解腐蚀试验 EC试验 4 2阳极氧化铝的腐蚀试验方法5膏泥腐蚀试验 2 了解电解腐蚀和电化腐蚀的区别 前者是由于外加电源使得电极电位高的氧化性离子在阴极放电还原 而阳极区电极电位低的较活泼 相对阳极区的元素 金属失电子被氧化 成为阳离子脱离材料表面 形成阳极的腐蚀 后者自发由于不同电极电位的存在形成电势差而形成原电池 活泼金属把电子由外电路传递给氧化性离子 使其还原 自身被氧化 形成腐蚀 这种腐蚀一般造成阴极处氧气被还原 3 一电解加速腐蚀试验 EC试验 1 电解加速腐蚀试验主要用于钢铁件和锌压铸件的Cu Ni Cr或Ni Cr镀层的加速腐蚀试验2 原理是 使镀层上的不连续处暴露出的镍层在电解液中发生阳极溶解 从而得到铬镀层的腐蚀状态3 具体试验方法 用氧化镁浆液及温水冲洗后 放入表中的A或B溶液中 用恒电位仪将电位控制在 0 3V SCE 对试样进行电解 4 4 腐蚀程度可用光学显微镜测定蚀坑的直径与深度 或用指示剂方法检测镀层的穿透深度 表格 5 二阳极氧化铝的腐蚀试验方法 FACT试验是对汽车工业阳极氧化铝的一种快速定性测试试样作为电解池的阴极 铂丝作为阳极 电解池是一个内径为6 35mm的玻璃管 管端用橡皮垫圈密封 试样在溶液中暴露面积的直径为3 18mm阳极氧化铝的FACT试验 6 FACT试验的电解池及线路图 7 电解质为5 NaCl溶液 内含CuCl2 用醋酸调整PH值至3 1 试样通过高达34V的电压 在表面局部缺陷发生阴极反应 产生氢氧化钠使氧化膜溶解 8 但是用这种方法测定膜是否完好 并不可靠 只是因为与实际使用结果有某些对应关系 才得以广泛应用的 另外实验结果对温度有较大的影响 温度越高 FACT值越低 且被测部位很小 不利于检查整个工件表面 9 2 阳极氧化膜的阴极破坏试验 概述内容 一种检验铝阳极氧化膜性能的快速试验方法 将阳极氧化后的铝试件放入pH值为3 5的5 NaCl溶液中 在 1 6V SCE 下恒电位阴极极化3min后取出 由于局部薄弱点会产生高密度阴极电流而使膜色变白并发生点蚀 因此计算单位面积上的蚀点数即可评价其性能 例如每平方分米上25 50个蚀点可认为合格 10 3 阳极穿透试验法 阳极穿透试验法通过在金属 电解质界面施加一个电位加速铝的阳极氧化壁垒层的破坏 实现表面的电化学变化 并根据流过试样的总电量评价阳极氧化膜的耐蚀性大量试验结果表明 由阳极穿透技术所得的结果与传统的盐雾试验结果以及工艺控制参数之间存在一定的相关性 11 12 1测得的腐蚀速率超过15um a的试件 将能通过盐雾试验 2如果腐蚀速率在2 5 1 5um a之间 说明阳极氧化工艺正在恶化 须提出警示并采取矫正措施 在这种条件下处理得到的试样可以通过盐雾试验的90 13 3当腐蚀速率在15um a 要求立刻采取工艺矫正措施 如果腐蚀速率超过25um a 工件应重新处理 腐蚀速率在15 25um a之间时 根据用途决定是否要重新进行处理 4封闭时间最佳化 对新鲜去离子水来说 最佳的封闭时间是8min 而对已放置一个月的封闭溶液来说 封闭时间可能要拖延到15min 14 5封闭溶液温度的最佳化 如发现封闭溶液温度较低 生产的试件腐蚀速率较高时 应修正规范 封闭溶液的温度应不低于90 C 15 三铝合金型材阳极氧化膜滴碱试验法探讨我国标准GB T5237 2中规定的滴碱试验方法为目视观察法或仪器测量法 而日本工业标准JISH8601中的耐碱性试验方法仅规定了仪器测量法 16 1试验原理探讨 滴碱试验主要用于考察阳极氧化膜的耐碱腐蚀性能 对于阳极氧化膜来说 其耐碱腐蚀性能相对比较差 当一定浓度的氢氧化钠溶液滴在阳极氧化膜表面之后 将很快对阳极氧化膜进行侵蚀 如果封孔不良或氧化膜疏松等原因而导致阳极氧化膜耐碱腐蚀性差时 其侵蚀速度将会更快 因此通过计算阳极氧化膜被穿透时间可用于评价阳极氧化膜的耐碱腐蚀性能 但由于氢氧化钠溶液对氧化膜的侵蚀速度快 给氧化膜耐碱腐蚀性能的评价带来一定的难度 17 滴碱试验主要存在着两种试验方法 一种是目视观察法 一种是仪器测量法 目视观察法是基于当氢氧化钠溶液滴在氧化膜表面之后 氧化膜将会慢慢溶解 其化学反应方程式如下 Al2O3 H2O 2NaOH 2NaAlO2 1 H2O 18 氧化膜在溶解过程中 氢氧化钠溶液不断向氧化膜内部侵蚀 当氢氧化钠溶液侵蚀到基体金属表面之后 金属铝与氢氧化钠溶液发生置换反应 在反应过程中将会有氢气析出而产生腐蚀冒泡 其化学反应方程式如下 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 19 仪器测量法是基于阳极氧化膜的电绝缘性而提出的 铝基体是电的良导体 铝阳极氧化膜则是高电阻的绝缘膜 其绝缘性与氧化膜的厚度有关 在氧化膜被氢氧化钠溶液溶解过程中 随着氧化膜厚度的降低其电阻也将会慢慢降低 当电阻降低到一定数值的时候可认为导电 即认为氧化膜被溶解 20 日本工业标准JISH8681 1所规定的碱点滴试验方法 仪器测量法 主要的试验仪器有 滴液仪器 能够在设定的时间间隔按设定的试液量连续地滴落试液 恒温仪器以及测电阻的仪器 其试验要求如下所示 21 试验的要求 试验空气温度35 1 试验溶液温度35 1 每个测试点的试验面积大约28mm2 直径为6mm 每个测试点的试液量大约16mg试液滴落的时间间隔5s氢氧化钠溶液的浓度100g L 22 具体的操作步骤 1 在试验前应采用浸有适当溶剂 如丙酮 乙醇等对试样无腐蚀的溶剂 的柔软的布将试样表面的污渍清洗干净 接着用耐碱性墨水或其他墨水在试样表面画一些一定间距并且内径大约为6mm的圆或将有一些直径为6mm的孔的合成树脂带粘在试样表面 并将试样放在温度为35 1 的恒温仪器中至少保持30min 使试样温度恒定为35 1 23 2 然后用滴液仪器将试液连续地滴落到试样上标记的圆内 当腐蚀冒泡点的数量增加到所有测试点的数量一半时 立即将试样投入漂洗水中 在测试面上用棉球等轻轻地擦洗并晾干 记录从最初滴落的液滴或最后滴落的液滴到试样被投入水中的间隔时间 用可测电阻的仪器测量每个测试点的导电性 要求每个点测量3次 当仪器的读数达到5000 或更低 则认为此测试点导电并且认为此测试点的氧化膜已被溶解 24 3 计算最后一个导电的测试点到试样被投入水中的间隔时间 这一时间就可用于评价该试样耐碱腐蚀性能 然而 笔者认为仪器测量法的操作也并不一定要求一尘不变 基于本方法的试验原理 对操作步骤进行适当的修改也还是可以的 比如我国检验人员将仪器自动滴加试液的操作改为手动滴加试液 这应该算是一个很好的变化 因为这一改变使仪器测量法的适用范围更广 一般