前言
由于铝和铝合金良好的机械性能和防腐蚀性能，其被广泛应用 于建筑、电动机和运输等各个方面。但是铝和铝合金在空气中很容 易发生点蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀开裂等。因此研究铝在大气中的 腐蚀行为和腐蚀机制具有非常重要的意义。当前，铝的氧化层和腐 蚀产物的结构和组成已经被系统的研究过，但是氧化层和铝的腐蚀 产物对铝的大气腐蚀的影响很少有人研究过。所以本文探究了铝的 氧化层和腐蚀产物对铝的大气腐蚀的影响。
1. 松散的腐蚀产物层会允许腐蚀离子的扩散，但是随着腐蚀产物 层的厚度增加，它的防腐蚀能力也会增加。致密和粘性的氧化层 能够起到防止扩散的作用，但是一旦点蚀破坏了氧化层的结构， 腐蚀离子能够很容易渗透到基体中。
2.在农村地区氧化膜的保护能力比沿海地区更好，但是随着时间 的增加，这个效果会逐渐减弱，这些特性是由氧化层的厚度，点 蚀区的面积，离子在点蚀区的电导率决定的。
实验结果和讨论
Al在室温下很容易形成一层AL2O3膜。具有良好的防腐性能，它的厚度一般在 40到100Å。随着时间的推移，这层膜很容易形成Y-AlOOH或者Al（OH）3 而 空气中的Cl-和SO2很容易与其反应，SO2和Cl-与膜的反应速度差不多，但是空 气中含氯离子多，所以氯离子占主导作用。
结论
实 验内容
b.室外暴晒实验
沿海地区选择万宁，农村地区选择版纳
金属板和电化学试样分别分为两组和三组在两个地区分别暴晒6个月 和12个月，试样和水平面成45°角。
实 验内容
c.电化学检测
OCP和实验在EG&G PARSTAT 2273上进行。甘汞电极作为参比电极，铂 作为反电极，未暴晒或者腐蚀试样作为工作电极，电解质溶液0.1mol/L Na2SO4 溶液。
图5腐蚀和未暴晒的铝在0.1mol/LNa2SO4溶液中（PH=5）中获得的 EIS曲线
实验结果和讨论
图4. 未暴晒的铝和腐蚀的铝的简化图（a）是未暴晒的铝；（b）是在农村大 气中腐蚀的铝；（c）是在沿海大气中腐蚀的铝
农村地区，界面主要是氧化层/电解质，铝/氧化物层，在点蚀的凹坑处会形成 铝/电解质界面。在沿海地区，有腐蚀产物/电解质界面，腐蚀产物/氧化物层 界面，铝/氧化物界面，在点蚀区铝/电解质界面。
Study on influence of native oxide and corrosion products on atmospheric corrosion of pure Al
Yanjie Liu, Zhenyao Wang , Wei Ke
纯铝的氧化层和腐蚀产物对其大气腐蚀的影响的研究
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摘
要
前
言
实 验内容
实验结果与讨论
结
论
摘要
Effects of native oxide and corrosion products on atmospheric corrosion of aluminum in rural and coastal sites w ere studied by electrochemical impedance spectroscopy (EIS), open-circuit potential (OCP) and scanning electron microscope (SEM) techniques after outdoor exposure. In the rural atmosphere, only the compact, adhesive native oxide layer exists, and the rate controlling step is diffusion process, while in the coast al atmosphere, another loose, inadhesive corrosion products layer exists, and a charge transfer process controls the corrosion process. The pitting area in the coastal atmosphere increases over time more obviously than that in the rural atmosphere.
实验结果和讨论
农村地区点蚀凹坑的密度很低，而且 随着时间的增加，密度没有明显的增 加，沿海地区点蚀凹坑密度很高，而 且增加很明显。
图3. 移去腐蚀产物后试样的SEM图像：农村地区暴晒6个月（ a）12个月（c）;沿海地区试样暴晒6个月（b）12个月（d）
实验结果和讨论
2. 开路电位测试
可以看出腐蚀过的料OCP曲线都比未 腐蚀的材料的曲线要正，这主要是由 于基体表面的氧钝化层的作用，而随 着时间增加，曲线开始下降，这是由 于氧化层逐渐被破坏，而在沿海地区 下降的更多，这是由于在沿海地区， 氧化层的保护作用更少。
图1. 暴晒在农村大气中6个月铝试样的腐蚀产物的表面形貌 （a）12个月（c）;沿海地区试样暴晒6个月（b）12个月（d ）
实验结果和讨论
不管是经过6个月还是12个月。农 村地区腐蚀层都是很难看到，相反 的，在沿海地区6个月后，腐蚀层 就很容易观察到随着时间的延长腐 蚀产物的厚度也会增加。
图2. 腐蚀层横截面的形貌：暴晒在农村地区6个月（a）12个 月（c）；沿海地区6个月（b）12个月（d）
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实 验内容
d.腐蚀产物和点蚀的分析
每个时期每个地区的两块金属板样品，一块用于横截面形貌观 察，另一块用于分析腐蚀产物（ 50mlH3PO4+20gCrO3+1LH2O溶液中80℃处理5-10min）和 观察点蚀形貌
Hale Waihona Puke 实验结果和讨论1. 腐蚀产物和点蚀凹坑的形貌
在农村的气氛中，点蚀区域是相 当小的，并且衬底可以看得很清 楚（6个月）随着暴晒时间增加 ，不连续的腐蚀产物沉积的更多 （c）。沿海地区6个月腐蚀产物 几乎完全覆盖了整个表面（b） 。由于腐蚀产物松散，不粘的结 构12个月的暴晒之后，腐蚀产物 开始脱落所以农村地区的样品比 沿海地区的腐蚀更小。同样也能 从腐蚀产物的厚度和点蚀坑的密 度看出来。
实 验内容
a.试样准备
1060铝: 0.35Fe,0.25Si,0.05-0.06Cu,0.03Ti(%)
制成15*15*3mm的金属板试样，用2000#砂纸抛光，用丙 酮溶液超声波清洗，再用酒精冲洗、烘干。用来观察腐蚀产物 、点蚀和横截面的形貌。
电化学实验的样品需要被切成10*10*3mm的薄板，然后安装 在环乙树脂上，暴露面积为1cm2 ,采取同样的方式进行抛光清 洗和烘干。
图4. 不同浸泡时间下腐蚀的铝和未暴晒的铝的OCP 曲线变化
实验结果和讨论
3. EIS测试结果
Rp=ZL-ZH 极化电阻跟腐蚀速度呈反比,可以看出Rp 农 村6月>沿海6月>农村12月>沿海12月. 跟 OCP 的曲线一致，说明纯铝在沿海地区比 在农村地区遭受更严重的腐蚀在同样的时间 内。曲线变平缓，说明随着时间的增加，氧 化层和腐蚀层对基体的保护作用变差。
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结论
3.在沿海大气环境中点蚀面积比农村地区增加的更快，Cl- 和SO2的 存在会促进点蚀的进行。而氧会促使铝基体上氧化层的修复，在农 村地区钝化膜会被腐蚀离子破坏，但是由于较低的腐蚀速度，钝化 膜又会慢慢修复，因此点蚀面积不会明显增加。而在沿海地区，钝 化膜的破坏速率要大于其修复速率，随着时间推移会导致点蚀面积 的显著增加。