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鋁型材涂裝產品中為何發生絲狀腐蝕
內容來源:http://www.run0511.com    作者:武將    發布日期:2020-03-31 09:46    閱讀次數:4662 次 點擊收藏

鋁型材表面有涂層時,腐蝕后型材表面會殘留蚯蚓狀的痕跡,形成絲狀腐蝕;

絲狀腐蝕發展時,具有難以橫向擴張的特征;絲狀腐蝕從涂層鋁型材切斷部位的端面或折彎加工部位開始生長,最長可能形成25~30mm的涂層腫脹;


1:絲狀腐蝕的現象

從涂層的截面部位,腐蝕沿著鋁型材的表面呈絲狀生長的特征現象,涂層的損傷位置、鈍化膜被破壞的陽極點作為起點,腐蝕呈線狀自由交錯進行,同時在涂層下推進生長;


線狀尖端的活性頭部存在pH值為1的酸性液體,腐蝕產物堆積時常顯示堿性;腐蝕產物是白色的氫氧化物,頭部明顯產生氫氣;

Al^3+ +3H2OAlOH3+3H^+

生成的氫氧化鋁在頭部周圍的中性區域沉淀,抑制向頭部的擴散,形成缺氧狀態;頭部內外就形成了一種氧濃差電池,腐蝕得以繼續進行;

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2:絲狀腐蝕產生的原因和對策

①在絲狀腐蝕部位檢測出較多的Cl離子,這種Cl離子促進絲狀腐蝕;

②暴露在含有Cl離子的環境中,涂層下的鋁型材基體被腐蝕,涂層膨脹凸起;

③在適合的濕度和Cl離子濃度等條件下,由涂層的破壞露出活性面,進而發生絲狀腐蝕;污染位置的可溶或不溶的鹽類被濃縮附著在表面,通過涂層下的水分引起涂層的浮起;日本的氣候在6~8月的高溫多濕的時期最容易發生;

④降低涂層的內應力,能夠緩解絲狀腐蝕尖端部位的應力,抑制絲狀腐蝕的進行;初期附著強度較高,外部諸多條件引起附著強度降低的涂層,能夠抑制絲狀腐蝕生長;

⑤涂層透水性越小,同時膜厚越厚,絲狀腐蝕越容易發生;

⑥在涂裝的鋁型材基體,使用化學轉化膜能看到絲狀腐蝕,鉻酸鹽處理比磷鉻酸鹽處理絲狀腐蝕少;用0.4~0.6g/㎡的鉻酸鹽鉻化處理是有效的;

⑦在陽極氧化預處理的涂層中沒有發生絲狀腐蝕的實例,陽極氧化預處理具有抑制絲狀腐蝕的效果;即使是1μm厚的薄陽極氧化膜也能起到防止絲狀腐蝕的作用;


3:絲狀腐蝕的產生及生長機理

絲狀腐蝕是在1944年被C.sharman發現的,其后眾多研究人員進行了理論研究;絲狀腐蝕的特征是在濕度為90%~95%的環境下生長最快,在100%的濕度下僅產生水泡,不發生絲狀腐蝕;絲狀腐蝕的頭部形成高濃度鋁鹽溶解的狀態;


絲狀腐蝕是一種由氧濃差電池引起的電化學腐蝕,生成的堿浮在鋁型材涂層上,尖端部位通常溶出金屬鋁并向前推進,干的部分形成腐蝕產物殘留下來;


氧和水從尾部浸入形成陰極,頭部形成陽極;陽極生成的金屬離子向后擴散,陰極由于氧的還原生成氫氧化物離子向前擴散,在邊界生成金屬氫氧化物的沉淀;從尾部浸入的氯離子向前方擴散,影響陽極位置的酸性;


這種腐蝕必須從涂層的缺陷處開始,沒有異常的地方也沒有發生絲狀腐蝕的可能;


4:鋁型材品種對絲狀腐蝕的影響

隨著鋁型材Cu含量的增加,在同一電位下的陰極電流密度變大,型材基體耐蝕性變差;銅含量0.05%以上時發生全面晶界腐蝕,含CuMg2Si在晶界優先析出,晶粒內產生電位差,容易引起晶界腐蝕;


鋁型材析出了Mg2SiCu,晶界和晶內沒有電位差,難以發生晶界腐蝕;銅含量相同時,析出處理鋁型材T4處理鋁型材的耐絲狀腐蝕性能更好;

再者,6000系通過制備化學轉化膜抑制絲狀腐蝕的效果稍差;


在絲狀腐蝕的位置析出較多的金屬間化合物Mg2SiFeSi及含這些的金屬間化合物和鋁型材比較,電化學電位高,在這些濃度較高的區域,在絲狀腐蝕的前端位置促進了陰極反應;其結果是,容易形成絲狀腐蝕產生的起點,在結晶析出附近促進了絲狀腐蝕的進行;

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