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黄铜在硫酸铜-硫酸钠溶液中的阳极溶解行为研究(4)

时间:2024-10-19 20:22来源:98026
黄铜的溶解机理有很多种,黄铜的溶解实际上是一种黄铜脱锌的现象,在溶解的过程中,因锌的金属活动性比铜活泼,即锌的电极电位较负,所以在溶解过

黄铜的溶解机理有很多种,黄铜的溶解实际上是一种黄铜脱锌的现象,在溶解的过程中,因锌的金属活动性比铜活泼,即锌的电极电位较负,所以在溶解过程中锌应该比铜优先溶解,但是由于现实生活中情况中Cu-Zn合金的结构、锌的含量的多少都会对黄铜的脱锌溶解有影响,所以出现了多种情况,所以有以下四种解释

1.3.1优先溶解机制

根据电极电位的大小来溶解,先溶解电极电位低的。合金表面上,电极电位较低的锌先溶解,电极电位较高的铜不溶解,留下表面较为疏松的铜。表面的锌溶解完了之后,通过空位扩散,黄铜内部的锌开始溶解[8]。

1.3.2溶解-再沉积机理

认为黄铜中的铜锌同时溶解的,但是在铜锌溶解的同时,还存在着在黄铜表面吸附的过程。这种理论不太合理,因为锌的电极电位远远小于铜的电极电位所以这从情况不可能发生。但是当锌溶解后,表面形成Cu-CuO膜,这种膜阻碍了锌的进一步溶解,从而为黄铜提供了临时的保护。所以脱锌的速度下降,此时铜和锌同时溶解[9]。

1.3.3双控位机制

双控位的扩散系数和锌的扩散系数相等所以表面的锌溶解之后,溶液中溶液存在浓度梯度,所以以双控位向黄铜内部扩散在黄铜的表面形成双控位,锌原子向黄铜表面扩散,所以锌优先溶解。

1.3.4渗流机制

因为锌被腐蚀后,表面呈点蚀坑型和或坑道型,所以渗流机制认为腐蚀是沿着晶格中的锌原子的排列开始溶解,从而出现了上述腐蚀外观。因为面心立方结构的黄铜的渗流阈值与锌原子的质量分数十分接近由此证明脱锌是沿着锌原子的排列开始的。

1.4电镀合金阳极

1.4.1可溶性合金阳极

生成与镀层成分相同或相近的结构单相固溶体,金属间化合物成两相。

1.4.2可溶性单金属联合阳极

同一控制系统两种金属的溶解电势相近,不同控制系统两种金属的溶解电势相差大。

1.4.3不溶性阳极消耗的金属离子需要通过补加盐带来多余的阴离子,另外还需要频繁调整镀液,使成本提高。

1.4.4可溶性与不溶性联合阳极

消耗量小的实验用不溶性阳极,反之则用可溶性阳极。

1.5研究内容

实验研究黄铜在硫酸铜-硫酸钠溶液中的阳极溶解行为,黄铜片做阳极,通过改变混合液的浓度(0.5mol/L、1mol/L)、反应的温度、电极电位、通电时间等,观察黄铜片表面的金相显微镜图、电镜图SEM得出条件改变对于黄铜阳极溶解行为的影响。

1.6研究意义

铜合金被认为是一种优秀的功能材料。黄铜是铜合金中比较常用的材料,常被用于制造适用于各种环境下的管道。与白铜相比,黄铜价格低廉,但耐蚀性不如白铜优异,并且黄铜中含锌量越大,失锌倾向越明显。当黄铜中的Zn含量小于10%时,黄铜基本不发生脱锌腐蚀,但是在淡水中应用甚广的黄铜含锌量大约在30-40%,大多是α+β双相合金,如本实验所用的H64黄铜,对脱锌腐蚀敏感度非常高,脱锌腐蚀使黄铜基体强度降低,机件过早失效,严重影响其使用寿命,相应的增加了使用成本。随着现代工业的飞速发展,黄铜在人们生产生活中的比重越来越大,所以关于黄铜抗脱锌腐蚀的研究对黄铜的推广应用具有非常积极的意义。

黄铜在硫酸铜-硫酸钠溶液中的阳极溶解行为研究(4):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_204851.html
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