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1、铝及其合金的腐化与防蚀田尻胜纪、铝的特点1.铝的机械性质密度：铝的密度为3,与铁的3和铜的3对比，轻得多，大概只有它们重量的1/3。强度：纯铝很软，强度值也低，可是增添铜，镁等元素制成合金，经淬火时效办理，强度值很高，再增 添锌，则可获取更高的强度值。铝合金经淬火和其余热办理能够获取各种各种的性质。这些热加工均附带了热办理符号。表1表示出日 本工业标准的附带符号及其含义。导电性：铝有较高的导电性，仅次于铜，约为铜的64%。铝的密度只有铜的1/3,可是，当铝、铜的长度和重量相等时，铝的截面积却比铜大，经过的电流量可达铜的两倍。利用这个长处，铝可用于高压输电线。导热性：铝的导热率为，约为铜的2/3
2、，铁的3倍，简单导热，所以铝宽泛用于各种热互换器。加工性：铝有优秀的展性和延性，简单进行压延、挤压、锻造、成形等塑性加工。简单制成各种板、箔、H 1只经过加工硬化H2H3T1T5T6溶热办理后代工时效办理固溶热办理后进行稳固性办理固溶热办理后再自然时效高温加工冷却后进行冷加工，再自然时效固溶热办理后进行冷加工，再自然时效高温加工冷却后代工时效硬化办理固溶热办理后进行冷加工，再人工时效硬化办理T 10固溶热办理后进行人工时效办理，再冷加工高温加工冷却后进行冷加工，再人工时效硬化办理接合性:：铝能够利用焊接、钎焊、铆接、粘接等方法连结起来， 磁性：铝是非磁性资料，在磁场中宽泛应用于各家不受影响，可
3、用于与超导有关的机械、半导体基板产界。等方面。_虬 此J反射性：铝对光、热、I、电波都有优秀的反射性，可用作照明器械、取暖设施的反射板 等。抗低温性能:铝在液态氮（196以、.液态氧（183C）、.液化天然气（162。低温状态下，也Jz U I Y7 iJ-LLL I L IJ J JI JI l TT 上已矛=/ I eaJJJ/、/ 、八八 U TJ / I % T I J_LLL 丁、J LJ I ， I 不会发生脆性变化，仍有韧性，所以可用于低温设施，液化天然气气罐，超导有关的机械。毒性：铝与重金属不一样，无毒性，所以宽泛用于食品包装、餐具、饮料罐等。雅观性：铝自己拥有银光色彩，是一种
4、雅观的金属，特别是经过阳极化办理，可获取比自 然色彩、电解成色更雅观的多彩表面，可用作装修品、建筑物内外装修资料和包装资料等。再利用性：铝制品(以饮料罐为代表)使用后再融化制造成铝制品。重生铝所需能源仅为铝矶土炼制铝块 所需能源的3%，是简单实现重生利用的一种金属。2.铝的化学特征和耐腐化性铝在氧化性酸液中能生成钝态保护膜，不易腐化，可是在非氧化性酸(如盐酸)液中，在pH值V的酸性 溶液中腐化得很快。s. bl iH-| I图1 pH值对铝的腐化的影响 铝在以下反响中生成可溶性的盐而溶解， 022A1+2OH+2HO 一2AlO +3H f -.以不腐化：-48 1G常温时，铝在pH值的碱性溶
5、液中腐化得很快。因导热率原文为，无单位。但查国内有关 手册，铝的导热率为203W/(m-k),铜为392W/(m-k)，铝是铜的1/2,铁为46W/(m-k)，铝是铁的倍一一译者注此，假如铝在短时间内与 pH值=12左右的灰 浆等接触后会被腐化。所以，在建筑施工中一定注意。各种金属和展伸用铝合金的自然电极电位如表2所示。市供食朋】一自来水12-化学调株料液体sft甫盐水3 藤赭甫盐水4 上白Jft水1酹化孝阿味料袖体 话值盐化学圆味料液体0.轿*蜻水SMtk 册k 格茜场1011fit盐水化学mu-食也水-i I c而睇打京盐水鼾苏亨丁水图2各种调味品液体对碳钢的腐化速度室温、24h浸渍试验）
6、表2各种金属和展伸用铝合金的自然电极电位. 10Mg2014-T6rmi M rr1 12014 14，om 7-Tzn4t7072，Alclad3003, Alclad6061，Alclad7075l!=!2024-T3，2024-T4软钢 15U56， 7 0* T6， 5456， 5083Pbri54， 5254， 5454fncuI5052 ，5652 ，5006 ，1099- .T3004， 1105， 1060 ， 1260 ， 50501Bi11100，3003，6053，6051-T6，6062一16,QQQQ A1c1c4M1/l AlcIcOn。/!不锈钢（300系万il玄
7、万il）1 1J1 U ， u J U 1 J1 U /Cd0Ag!UII.7075-161 Ni 1faa1 11 (2024-TO1，6061-T4，6062-T41CrJ11在(53g/l的 NaCl+3gH2O2)水溶液(25C)中/一的测定甘水.金属及铝合金自然电极电位*金属及铝合金自然电极电位*标度）Alclad-纯铝包皮超硬铝板 依据淬快速度的不一样而变化从表2可知，铝合金对其余金属 除镁和锌外）而言，在电化学方面属于贱金属（易氧化金属），所以铝在使用中与贵金属铜，铁等重金属相接触时，会产生异种金属的接触腐化。所以，铝合金不要在酸、碱液体中使用，还一定注意不要与异种金属资料相接触
8、。铝在室温的大气环境中，在pH值二4的水溶液中，因为能形成稳固的自然氧化保护膜，所以拥有耐腐化性。可是，即便在这个范围内，在含有 Cl-1的水中，钝化保护膜会产生缺点，发生孔蚀。铝比碳钢的耐蚀性大，好。所示。耕各种室温品液 体浸渍为了改良铝的机械性质而加入 低耐腐化性外，因为热办理还彳 3.表面办理特征 如前所述，铝拥彳 作特别表面办理，加入CU、Mg、Zn、Si等元素的高 理还简箪惹起晶间腐化和应力腐化裂纹。x营儡强度铝合金。这些增添元素除了降一上可是生要保人工形性较牢固的表柚，冒_ 铝的阳极氧化保护护膜是对其多孔质的构造进行封孔办理，主提升其耐蚀性。但是，利用这类多孔 质构造进行染色，酗，
9、可使其表面获取雅观多采的铝制品。室内使用的啤，只经过成形抛光加工，不 面保护膜，一般要进行阳极氧化办理。合保护膜，同时，采纳阳极氧化和电泳喷漆办理所形成 性。十_l_图4表示阳极氧化保护膜裸露10年的耐候性，图中纵坐标的额定数I更为改良了铝制品的耐候10是无缺点时的数值，此 数值降落表示劣化。由图可知保护膜厚度14 um的铝制品，裸露10年后几乎没有劣化现象。 二、铝的腐化特征及防蚀lO图4阳极氧化保9.4护膜和阳极氧化复合保护膜的耐爵;图5铝表面氧化膜的构造模型.16 I* 2D 22 24 耳峰匪(jjm) 1t r二1T1 z1si|7裸露10年）/16CqL.L，1_111JLM含探护
10、腹旦_ _ 上 一一 1h6 S 10 1214 t6 I；22 M Jfi3D岌会保护膜停部（lick?10往常，这层氧化膜能防备铝在大气中遇到侵害，可是万一遇到损害，表面松散层遇到损坏，则下边阻 拦层的表面面会形成新的松散层，阻拦层下边是铝的基体，会再产生新的阻拦层，恢复损害前的三层 构造状态。阻拦层的厚度在大气中大概上是必定的，能够保持防蚀成效。这个反响是在自然环境中短 时间内进行。因为铝是开朗金属，与大气中的氧起反响形成的氧化保护膜是作为阻拦层而显示出其防 蚀成效。可是把这层氧化保护膜浸在强.沔:蹄牛耳矣酸，强碱中，会发生均匀腐化、局部腐化（孔蚀）。顼的，还有接触腐化（电蚀、裂隙腐化）
11、以及因为资 料的原由此产生剥离腐化、应力腐化|万扬笏石可至1. 均匀腐化苴【匕么藉铝及铝合金表面遇到均匀侵害时，称之为均匀腐化。这时有两种状况，一种是只有表面的氧化膜被 侵害，另一种是进一步侵害到铝合金的基体上。后者是依据特定溶液及其浓度、温度的不一样而改 变其表面受侵害的程度。氧化膜的固有颜色是银白色，一般在被腐化后，颜色有所改变。这是依据铝合金的种类和氧化的程度而定，有的变为闪光色、白色、褐色，还有的变为灰色。如浸渍在强酸盐酸）或强 碱氢氧化钠）中，则表面上自然形成的氧化膜被溶解掉了，与基体金属急剧地起化学反响，一边产生氢气，一边侵害下去。在这类场合下，溶液的浓度、pH值、温度、接触时间等
12、作 为反响要素，影响很大。2. 黑色腐化铝发生黑色变化的原由，除了有氢氧化钠及铝酸钠的生成变色理论和铁、硅、铜、钛的影响理论外，还有好多的研究报告。可是铝和防蚀铝（Alumite的加工制品，其黑色变化却有这样 的定论，即以为其主要原由是在水中或溶液中析出的各种金属离子附着在露出的铝表面上以及因为铝合金中异种金属元素的露出，使外露铝表面的反射率大为降低所造成。综上所述，能够推定变黑的原由是：（1）因为析出的细微状态的异种金属元素附着在铝表面上以及铝自己的外露降低了铝表面的反射率。（2）附着在铝表面上的析出金属元素和露出的金属元素变化为有色的氧化物、氢氧化物。 3.局部腐化铝的纯度越低，溶解的金属
13、离子量和露出表面的异种金属量就越多。因为水和溶解在水中的氧共存离子 等的作用，在水中析出金属的一部分变为氧化物、氢氧化物、盐类等，滋长了铝的黑色变化。当靠近于 纯水的饮用水被煮沸时，铝罐内会形成一层厚的牢固的一水铝软石保护膜和存在牢固的阳极氧化膜，这 时铝就不变黑。在铝制产品上简单看得见的腐化是孔蚀，它是以局部分别的形式出现的。对于孔蚀的构造还不十分清楚， 现说明以下。铝及铝合金在湿润环境中，表面氧化保护膜的缺点部分（孔）吸附着Cl离子，局部地把氧化保护膜熔解掉， 并在铝的基体上形成细微的小孔。比如在食品的铝制容器中，溶液中各种异种元素如食盐等，开始时多吸附在铝的表面上，在这个小孔里面，铝被溶解下来，与所产生的铝离子相均衡的Cl离子等从表面上浸入、扩散、并且提升了小孔中的酸度，促进铝的溶解。小孔的断面形成像箭囊那样的口小体大的形状，如图6所示。图6自然腐化孔（孔蚀）此外，扩散在小孔外面的铝离子成为氢氧化铝Al（OH） 3 ），堆积在小孔的出口处，形成凝胶体， 呈瓶盖形状，堵住了小孔的进口处，致使小孔内外的液体不可以流动，所以，小孔中带阳极部分的液体也不可以充
