[发明专利]模拟铝和铝合金在工业污染大气环境腐蚀过程的试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝和铝合金的大气腐蚀模拟技术，具体为一种模拟铝或铝合金在工业污染大气环境下腐蚀过程的试验方法。

背景技术

铝和铝合金具有优异的性能，在交通、能源、食品、电子等领域都有广泛的应用，特别是航空工业。大多数铝和铝合金有良好的抗大气腐蚀性能，通常可以在没有保护的情况下长期地使用，不会由于出现孔蚀等而导致结构失效，但是在腐蚀性较重的工业大气和海洋大气中铝合金的腐蚀问题还比较突出。铝合金LY12和铝合金LC4(对应于AA2024和AA7075)是两种广泛使用的可热处理的变形铝合金，为提高抗蚀性能，LY12和LC4的板材表面分别包有一层工业纯铝或含1wt％Zn的包铝层。随着我国工业化进程的加快和经济目标的定位，我国局部地区大气污染有加重的趋势，铝和铝合金的大气腐蚀问题也较以前受到更多的关注。环境因素对铝及其合金的大气腐蚀的影响和其它金属相似，与环境大气的相对湿度、温度、大气中SO₂的浓度、Cl^-的含量以及降水量、酸度等相关性较大。因此，开展铝及其合金在典型污染大气中的腐蚀行为研究，具有理论价值和现实意义。

传统的大气暴露试验获得的数据直观、可靠，能够反映材料在自然环境中的实际腐蚀情况，但其存在实验周期长、费用高、环境因素不易控制等不足，这促使研究者们越来越重视实验室的模拟加速试验方法的发展和应用。由于大气环境的复杂多样，各种材料对环境因子腐蚀的敏感性存在差异，因此，任何一种模拟加速腐蚀试验方法的建立，都要针对具体的环境和材料，依据环境特征来设定多组试验参数，通过一系列试验筛选出模拟性、加速性和重现性都好的试验条件来实现。我们所建立的试验方法能够控制大气腐蚀的影响因素——温度、润湿时间、腐蚀介质浓度等，可以在不改变腐蚀机理的前提下，使铝及铝合金的腐蚀加速到易于观察和表征的程度，从而实现对铝及铝合金大气腐蚀过程和机理的认识。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有模拟性、加速性和重现性的模拟铝和铝合金在工业污染大气环境腐蚀过程的试验方法，解决传统的大气暴露试验存在的实验周期长、费用高、环境因素不易控制等问题。

本发明的技术方案是：

一种模拟铝和铝合金在工业污染大气环境腐蚀过程的试验方法，以铝和铝合金为试验材料，以0.02mol/L NaHSO₃+0～0.006mol/L NaCl的水溶液为腐蚀介质，按“浸渍→干燥→湿润”顺序每10～20分钟循环一次，其中：浸渍40～50℃，1～2分钟；干燥50～60℃，8～15分钟；湿润40～50℃，1～3分钟；试验时间为48～240小时。

本发明中，NaCl具体浓度视所要模拟的实际工业大气环境是否含氯及其浓度而定。

本发明的优点及有益效果是：

(1)采用本发明的试验方法可以模拟铝和铝合金在工业污染大气环境腐蚀过程，研究试验材料的大气腐蚀规律或者快速评价试验材料的耐大气腐蚀性，具有几十倍以上的显著加速倍率。

(2)采用本发明获得的腐蚀产物与户外暴露的相一致。

(3)采用本发明获得的铝及铝合金腐蚀规律为线性规律，与其在实际工业污染大气环境中得到的大气腐蚀规律一致。

(4)重复试验证明具有很好的再现性。

(5)本发明可用于模拟铝和铝合金在工业污染大气环境腐蚀过程，研究试验材料的大气腐蚀规律或者快速评价试验材料的耐大气腐蚀性，研究其腐蚀机理。

附图说明

图1为实施例1和实施例2：带包铝层和去包铝层的LC4铝合金在0.02mol/LNaHSO₃和0.02mol/L NaHSO₃+0.006mol/L NaCl环境中腐蚀失重与试验时间的关系曲线。

图2为实施例1：去包铝层的LC4铝合金在0.02mol/L NaHSO₃环境中腐蚀不同时间的微观形貌；其中，(a)96小时，(b)144小时，(c)和(d)240小时的不同放大倍数。

图3为实施例3：带包铝层和去除包铝层的LY12铝合金在两种腐蚀介质1^st：0.02mol/L NaHSO₃，2^nd：0.02mol/L NaHSO₃+0.006mol/L NaCl中的腐蚀失重与试验时间的关系曲线。

图4为对比例：铝在沈阳地区敞开和遮蔽两种暴露方式下的腐蚀深度与试验时间的关系曲线。

具体实施方式