一、 試驗?zāi)康?/span>
1、 掌握重量法原理;
2、 掌握用重量法測定掛片腐蝕速度的方法。
二、 試驗原理
1、 重量法
由于腐蝕作用, 材料的重量會發(fā)生系統(tǒng)變化, 此即重量法測定材料抗蝕能力的理論基礎(chǔ)。 雖然近年來發(fā)展了許多新的腐蝕研究方法, 但重量法仍然是最基本的定量評定腐蝕的方法, 并得到廣泛應(yīng)用。 重量法簡單而直觀, 適用于實驗室和現(xiàn)場試驗。 它分為增重法和失重法兩種。
(1) 增重法
當腐蝕產(chǎn)物牢固地附著在試樣上, 又幾乎不溶于溶液, 也不為外部物質(zhì)所玷污, 這時可用增重法測定腐蝕破壞程度。 增重法適用于評定全面腐蝕和晶間腐蝕 ,而不適用于其它類型的局部腐蝕。 增重法試驗過程為, 將預(yù)先制備的試樣量尺寸、 稱重后置于腐蝕介質(zhì)中, 試驗結(jié)束后( 連同已脫落的腐蝕產(chǎn)物 ) 取出, 烘干, 再稱重。 全部增重表征著材料的腐蝕程度。 在重量法中, 一個試樣通常在腐蝕---時間曲線上只提供一個數(shù)據(jù)點。 當腐蝕產(chǎn)物確實是牢固地附著于試樣表面,且具有恒定的組分時, 就能在同一試樣上連續(xù)或周期性地測量增重, 因而適合于研究腐蝕速度隨時間變化的規(guī)律。
增重法的一個嚴重缺點是數(shù)據(jù)的間接性, 即得到的數(shù)據(jù)包括腐蝕產(chǎn)物的重量, 究竟多少材料被腐蝕, 還需分析腐蝕產(chǎn)物的化學(xué)組成來換算。 有時腐蝕產(chǎn)物的相組成相當復(fù)雜, 精確的分析往往有困難。 同時多價金屬( 如鐵、 銅等 ) 可能會生成幾種化學(xué)組成不同的腐蝕產(chǎn)物, 換算比較困難。 這些都限制了增重法的應(yīng)用范圍。
(2) 失重法
失重法是一種簡單而直接的方法。 它不要求腐蝕產(chǎn)物牢固附著在材料表面,也不考慮腐蝕產(chǎn)物的可溶性, 因為試驗結(jié)束后必須從試樣上清除全部腐蝕產(chǎn)物。失重法直接表示由于腐蝕而損失的材料重量, 不需經(jīng)過腐蝕產(chǎn)物的化學(xué)組成分析和換算。 這些優(yōu)點債失重法得到廣泛的應(yīng)用。 失重法試驗過程為 , 將預(yù)先制備的試樣量尺寸、 稱重后置于腐蝕介質(zhì)中, 試驗結(jié)束后取出, 清除全部腐蝕產(chǎn)物后清洗、 干燥、 再稱重。 試樣的失重直接表征材料的腐蝕程度。無論增重法還是失重法, 在試驗前后與試驗過程中, 在清除腐蝕產(chǎn)物前后,都必須仔細觀察并記錄材料表面和介質(zhì)中的各種變化。
2、 重量法測定結(jié)果評定
重量法是根據(jù)試樣在腐蝕前后的重量變化來測定腐蝕速度的。 為了使各次不同試驗及不同試樣的數(shù)據(jù)能夠互相比較, 必須采用單位時間內(nèi)單位面積上的重量變化為表示單位, 即平均腐蝕速度。
金屬的腐蝕速度在腐蝕過程中并非恒速地進行, 也就是說, 其瞬時腐蝕速度可能發(fā)生各種變化。 重量法計算的只是平均腐蝕速度, 因此, 不適用于測定瞬時腐蝕速度。 此外, 重量法測定的腐蝕速度通常只適用于均勻腐蝕的類型。由于各種金屬材料的密度不同, 即使是均勻腐蝕 , 這種腐蝕速度單位并不能表征腐蝕的損耗深度。 為此可將平均腐蝕速度換算成單位時間內(nèi)的平均侵蝕深
3、 腐蝕產(chǎn)物清除方法
要正確評定腐蝕結(jié)果, 如果選用失重法評定時, 必須清除試樣表面的腐蝕產(chǎn)物 , 但又不損傷金屬基材本身。 實際上完全不損傷基材是不可能的, 只要求損傷對腐蝕結(jié)果無明顯影響即可。 對于不同金屬材料和不同的腐蝕產(chǎn)物應(yīng)采用不同的清除腐蝕產(chǎn)物的方法。 一般有機械法、 化學(xué)法和電解法三種。
a. 機械法 一般先用自來水沖洗, 并用橡皮或硬毛刷擦洗, 或用木制刮刀、 塑料刮刀刮擦。 對絕大部分疏松腐蝕產(chǎn)物用此法已可清除干凈。 但要完全清除掉腐蝕產(chǎn)物以精確地測試或檢查局部腐蝕狀況時, 尚需進一步采用化學(xué)法或電化學(xué)法。
b. 化學(xué)法 選擇適宜的化學(xué)溶液及操作條件 , 通過溶解除去試樣表面的腐蝕產(chǎn)物的方法。 為了保護金屬基體 , 在化學(xué)清除的溶液中往往需加入緩試劑。這些方法并不復(fù)雜, 但在使用時有可能損傷基材 , 造成試驗誤差; 為此, 應(yīng)在清除工作的同時, 將未經(jīng)腐蝕的同種材料相同尺寸的空白試樣在相同條件下清洗處理, 求其失重; 然后在實際試樣的失重中減去次數(shù), 得出比較合乎真實的試樣失重。
c. 電化學(xué)法 選擇適當?shù)年枠O和電解質(zhì), 以試樣為陰極外加直流電的電解方法。 電解時陰極產(chǎn)生氫氣, 在氫氣泡的機械作用下, 使腐蝕產(chǎn)物剝離, 殘留的疏松物質(zhì)可用機械法沖刷除凈。 此法效果較好, 空白試樣失重小。