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1、海洋环境金属材料的腐蚀和防护_庄华民 海 洋环 境 金 履 材 料 的腐蚀和防护庄 华 民关 健词Ke:苦* *三 防 ( 防潮o rd ,:、防 霉 和 防雾 )o P笑 o,材料 选择u s犷WM o is t uref i邓、Fu n gpro ofin ga nd s a lt匆raypro of in g,S e le e t io 耳ofMate r al。摘 要 电 子 设 备 几 乎 采 用 所有 的 金 属 结 构材 料在 潮 湿 含盐 雾 的 海 洋 环 境 中。 。,除 少 数 惰 性金 属外,绝 大 多数 金 属 都 不 耐 腐 蚀,。其 中 电偶 腐 蚀 尤 为严 重
2、正 确 选 用 金 属 材料 和 采 取 相 应 的 表 面 防护措施是 电子 设 备“三 防” 设 计 的 首要任 务 之一 舌.一、刚蚀 的 主 要 因素。这 种 腐 蚀 是 化 学 和 电化 学 同 时,作 用 的 结果活 性离 子,。盐雾 中 的 氯 离 子。是 一 种很 强 的,海 洋 大 气 是 电子 设 备 使 用条 件 中最 恶 劣 的它 能 破坏 多种 金 属 的 氧 化 膜 例如甚至一种因素3.。潮湿 和 盐雾 是 造 成 金 属 腐 蚀 变 质 的 重 要破 坏惰 性 金 属 的钝 化 膜,被认 为 是 抗 腐,。船 甲板 上 的 设 备 要遭受到 含有,。3.5%,蚀
3、的 金 属 不 锈钢 钦 铬、铝、铜等其 钝化膜19% 盐海 水 的 周 期侵 蚀、即使船 舱 内也 是 工,也 会 被 氯 离子 穿透而丧失 其保护 性 海 洋 大 气 中 的盐 雾 差 和 设 备 开 停等情 况 下,。作 在饱 和 的 盐 雾 大 气 中 由于 电 子 设 备 要求体 积 小 重 量 轻 多功 能 高 灵敏 和 高 可 靠 因,、在 不 同 海域,昼 夜温,将 凝 结 在 金 属表 面、此,高密 度 的 装 配。,高 阻 抗 的 电路 和 高放 大 的。形 成 一 种 导 电性 很 好 的 电解 质使 不 同金 属 接,器 件 对 腐 蚀 介质 更 为 敏感结果 导 致
4、电子 设 备,触 时 或 同 种 金 属 由 于致 密 性均 匀性残余 应可 靠 性降 低力 和 加 工 工 艺 等不 同而 产 生 电化 学腐 蚀 ( 电偶 例如、防护 金 属腐 蚀 的 方 法 很 多,正确 选腐蚀 )偶腐 蚀。发生 在 不 同 金 属 结 构 件 中 称为 宏 观 电。用 耐 腐 蚀的金属材 料 ( 青 铜、镍锡、贵金 属过滤 干,等);改 善 周 围 环 境条 件 ( 消 尘 排 污一、在 同 一金 属 中为 微 电偶 腐 蚀 : 形 式 考现 在下 列匹 种情 况一;其腐 蚀操、缓 蚀 杀 菌等 )、。,保护 材 料免 受环 境 影 响、.( 密封 包 装绝 缘 灌封
5、表 面 涂层 等 )周期,接 触 腐 蚀 ( 宏 观 电 偶 腐蚀 )。性检 查 和 维护 等设 计 中加 以考 虑其中,大 部 份措 施 应 在 结 构 空气.不 同 金 属 在 一 定 电解质 中 具 有 一 定 电 位几 种 金 属在 3 % 的 N a C I,。本 文 仅 就 金 属 材 料的 选 用、一,PH为7.5,5 饱和 2,合 理 结构 的 选 择,金 属 材 料 的 表 面 防 护 等 方面,厂搅 动 的 溶 液 中 的 稳 定 电 位列 于 表本文 于 1 .8 5 年 7 月 2 6 日收1:加 以讨 论。二:.厂、抓.二、.海 洋条 件 金 属 的 腐 蚀二 电 子
6、 部第十研究所之工 程 师海 洋环境中卿湿 和攀 雾,是 引华 余属 腐峨 佳一 川 L表一1了常 用 金 属 在 人 造 海 水 中 的稳 定 电 位、金 金属亨 代尧 卑粹唯+曰 卜 一 曰 日 川 一 曰 川 一 甘 以 日日,艺匆 一、属5一、-电位 拿状 ) 了一一_、人243 14今 46 28 13 10铅 (一99 9.% )2 5929429 1银 镍( 99.+6%)+8 5% ) 锌 心。 0 微米 ) 钢 上渗格 ( 5、黄 铜( 铜 7 0 % )3 %) 黄 铜( 铜 6+ +铸铁一一、307335铜 被 铜合 金 锌 白铜确镐一uAlCAg、.一 一339 5 1
7、9 667795 794 806 8090一一 一,-115 16.铝A9 5 . (日51% )101一 一银 焊剂1 Mg被镍 合金钢 上 镀锌 (微米 )一 一 一钦锡:一九184,氰化 被锌 丈1 和 微 米锡 ( 勺8 写 )电 子 设备 是 由各 种 电子 元 件、印 制 线 路其 接触 腐 蚀 的速 度 如 下 式 所 示:板 之 底崖 犷 接插 件 导线 电缆 齐 关 机箱屯 面 板 指 示 仪 表等组 袭而 成 当 不 同 金肩相宜 时 下 形 成户 有 N 招 l 电解) 质作角、。_ 、巍 电池龄 电位 较芷 的 为 阴极 护庸 蚀南极,一式中1.0.十 五熟 士石( 1
8、 )凡,这 时 阳 极金 属 材 料即 被腐蚀1 如 较负 的为,其 电池 模型如 图所示 公. 一 腐 蚀时 的 电流强 度 ; i 。一 两金 演接触 电 位 , 妾 。 电解液 导 电事;_一件“。a 凡 一 阳 极和 阴 极 的积 分极 化 阻力 ; R. 认 布 吐 旱 择 奋 丰卜 M:J 哪 一 卜 一 极、 一 ! 一.“两 金 属 电位 差 大极 化 阻力 小重。,电 解 质导 电性好,电极,则 腐蚀 速 度 大:其破 坏 性 也 严其 腐蚀 的 定 量 计 算 为QAFi 卜A一.n厂攀一( 2 )式中电娜,1一 腐蚀龟 流、 以 妥培 表示 , 夕 一 法拉 第尹户 玩J
9、 甘图 1电 池 腐蚀; ; 原 子 量 K 腐 蚀掉 金 属 常娜 A 一釜属的竟 n , 一金 属价数 、 ( 1 ) 式 为金 属窃护 提 供 数量 念) 据 论 根 据 飞 式 为 确 定镀层 厚度提 供 定 量根 理。其 电极 反 应的 机理为:一在阳 极上 一 氧 化 l M M l 干 犷 f 腐蚀 丁2.晶 间 与 晶 内腐 蚀一多晶 童娜 丰粤在 晶 界受 到 腐 蚀破 坏 的 个。在 阴 极 上 一 还原O:, +HZ +Ze,ZO H -现 象 称 为 晶 间 腐蚀 这种 腐蚀在 金 属 内 部 迸 晶 粒边 界发 展 穿 过 矗界 最终 破坏晶 粒二一你册分叭、之 间
10、的 结 合力2。,引 起 晶 界断 裂。其 示 意 图如 图钢、这 种 差 异 充 气 电 池 腐 蚀 也 常发 生 于 不 锈因科 镍 合 金,、镍 和铝 等。在联 接 处 用 环氧一.或 聚胺 酷或 硅 橡 胶 密 封 膏 加 以保 护 是 有 效50/ 6 0馨 嘿黔 嘿纱 嘿图2的 闭。不 锈钢 接 合 处可 用的铅锡 焊 料 封。金属 结 晶 腐 蚀 的 形式50。,实质 上 如,晶 界 腐 蚀 也是 微 电 池 作 用,例在 铝 合金 中,晶 粒 边 界对 晶粒 申心 是 阳极,艺图4叮位卜 性的称为含 有大 于 巧 % 锌 的 黄 铜易 于 发 生 一 种 被“脱锌”的 晶界腐 蚀, ,留 下 的仅 是 多孔 的电偶 腐 蚀铜料。其 他如 不 锈钢铜 一 金 和镍“ 把 接,煮时, .4.都 能 产生 晶伺 腐蚀 护 内 ; : 部破 坏 往 往 肉 眼 看 不 到 因此 其碧吐 吏天 石少,铅 一 锡钎 焊
