HSn70-1B铜管在碱性NaCl溶液中的腐蚀行为VIP免费

收到初稿:2000211215;收到修改稿:2001204204作者简介:丁杰,男,1968年生,博士,高级工程师HSn70-1B铜管在碱性NaCl溶液中的腐蚀行为丁杰林海潮曹楚南(中国科学院金属研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室沈阳110016)摘要利用表面分析技术和电化学方法研究了HSn70-1B铜管在碱性NaCl溶液中的腐蚀行为.在自腐蚀状态下,HSn70-1B铜管表面生成以Cu2O为主的表面膜;在阳极极化电位下表面CuCl的生成反应为一级反应,电极表面形成CuCl膜后,存在极限电流密度;电化学阻抗频谱(EIS)有2个容抗弧,随Cl-含量的增加,容抗弧逐渐收缩,弥散性增大.关键词HSn70-1B铜管极化阻抗谱扩散中图分类号TG17216+3文献标识码A文章编号100226495(2002)0220067206CORROSIONBEHAVIOROFHSn70-1BTUBEINALKALINESODIUMCHLORIDESOLUTIONDINGJie,LINHaichao,CAOChu′nan(StateKeyLaboratoryforCorrosionandProtection,InstituteofMetalResearch,TheChineseAcademyofSciences,Shenyang110016)ABSTRACTCorrosionbehaviorofHSn70-1Btubeinalkalinesodiumchloridesolutionhasbeenin2vestigatedbyelectrochemicalmethodsandsurfaceanalysistechniques.Byfreecorrosion,Cu2OfilmisobservedonthesurfaceofHSn70-1Btube.Theanodicpolarizationcurvesexhibitthatthereexistsrapidgrowthofanodicdissolutioncurrentanddiffusionprocesscontrolreactionsontheelectrodesur2face.Twosemicirclesarefoundinelectrochemicalimpedancespectroscopy,andwiththegrowthofcon2tentofchloridethesemicircle’sdiameterdecreasegradually.KEYWORDSHSn70-1Btube,polarization,diffusionprocess,electrochemicalimpedancespec2troscopyCu-Zn二元合金在不同溶液环境中的稳定性已有许多实验方法进行了广泛的研究和讨论[1～4],黄铜中添加微量的As、B元素可以有效地抑制脱锌腐蚀[5～9].在中性NaCl溶液中,含As、含B70/30黄铜(HSn70-1B)表面能形成以Cu2O为主的表面膜,随着Cl-含量的增加,表面膜溶解速度增大,并且减薄,其腐蚀速率及脱锌程度与表面膜的组成及形成过程等因素有关.本文拟研究不同含量NaCl碱性溶液中HSn70-1B铜管的腐蚀行为.1实验方法试样采用工业中应用的HSn70-1B管材,其成份为(mass%)为:69180Cu、01025As、01015B、0183Sn,Zn为余量.试样切割为10mm×10mm块状并进行退火处理;非工作面用环氧树脂密封,工作面经150#～1200#水洗砂纸逐级打磨,在最后用015μm抛光剂抛光后,依次用水和丙酮清洗.电解池为三电极系统,以Pt片做辅助电极,饱和甘汞电极(SCE)为参比电极,电极在溶液中浸泡1h后进行测定,每次测量均更换新的工作电极.表面分析用试样在含NaCl分别为0.0、0.10、0.20、0.30、0.40mol/L的硼砂溶液(pH=9.18)中浸泡55天后取出,用去离子水、丙酮、酒精清洗并真空干燥,进行扫描电镜及透射电镜分析.实验溶液为含不同浓度的NaCl硼砂缓冲溶液,PH为9.18,实验溶液都用分析纯试剂和去离子水配制,实验温度为(25±1)℃.电化学实验仪器是由EG&G公司273型恒电位仪和SchlumbergerSI1250频响分析仪组成,第14卷第2期2002年3月腐蚀科学与防护技术CORROSIONSCIENCEANDPROTECTIONTECHNOLOGYVol114No12Mar12002©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.Fig.1PolarizationcurvesforHSn70-1BinalkalineNaClsolu2tions(mol/L)Fig.2ElectrochemicalimpedancespectraforHSn70-1Binal2kalineNaClsolutions(mol/L)测定频率为6.5×104Hz～0.003Hz;电位扫描由阴极向阳极进行,扫描速度为1.0mV/s.透射电子显微镜为日本生产的H-700型,扫描电子显微镜为英国LeicaCambridge公司设计制造的S360型.2实验结果211极化曲线图1为不同NaCl含量的硼砂溶液中HSn70-1B铜电极极化曲线测定结果.从图1可以看出:1)在Cl-存在条件下,阳极极化电流密度比无Cl-时显著增大,阴极极化电流密度变化不明显,说明Cl-对试样的阳极溶解过程有促进作用.2)弱极化拟合结果表明(表1),自腐蚀电极电位比无Cl-时明显负移,随着Cl-浓度增加电位负移程度增加,但Cl-浓度为0.2mol/L时负移最大,达到200mV以上;极化电阻RP比无Cl-时几乎小十倍,而自腐蚀电流密度Icorr比无Cl-时要大一个数量级.电极表面形成Zn(...