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本文用电化学方法、腐蚀失重法、金相显微技术、微生物技术和表面分析方法系统研究了航空铜合金在含氯离子(C1<->)的溶液及气氛下、在含有硫酸盐还原菌(Sulfate Reducing Bacteria,简称SRB)的厌氧环境中的腐蚀行为,并提出了氯离子及硫酸盐还原菌诱导铜合金点蚀的发生与发展机理。
首先研究了铜合金在含C1<->的不同溶液及气氛中的腐蚀行为。结果发现在3.5%NaCI溶液中铜合金呈现典型的孔蚀特征:孔蚀的引发是由于C1<->进入表面膜界面而导致局部破坏:扩展的主要过程是CuCl的形成及水解,导致低pH值,并有C1<->浓集。由电化学加速试验和浸泡试验结果可知,在3.5%NaCl溶液中T2最耐蚀,其次是QBe2,H62最不耐蚀。在3.5%NaCl盐雾中,QBe2、H62Mδ3.O及H62Yδ2.O腐蚀形貌为点蚀,T2为均匀腐蚀,耐盐雾腐蚀能力:T2>QBe2>H62Mδ3.O>H62Yδ2.0。经过周期浸润腐蚀后,T2发生沿晶腐蚀,H62Mδ3.O及H62Yδ2.0发生β相脱锌腐蚀,三中铜合金耐蚀能力为:H62Mδ3.0>H62Yδ2.0>T2。H62Mδ3.O及H62Yδ2.0在加热的氯化铜溶液中发生均匀脱锌腐蚀。脱锌腐蚀从暴露在基体表面的β相开始,逐渐向纵深方向发展。作为独立的β相的脱成分腐蚀,首先从相界开始,然后向中心发展,发展过程以沿晶腐蚀的方式进行,最后使β相成为疏松多孔的洞。当一个β相晶粒脱锌完成后,腐蚀将向另一个β相晶粒发展,其发展通道即是α相晶界。 其次,论文研究了铜合金在厌氧环境下微生物腐蚀规律,并首次提出了SRB诱导铜合金点蚀的发生与发展机理。SRB的存在会加速铜合金的腐蚀,腐蚀形态为点蚀。SRB诱导铜合金发生点蚀的主要原因是SRB在铜合金表面生成微生物膜。随着微生物膜的生长,在膜内及其周围形成局部的高活性物质高浓度区,局部的高浓度S<2->离子与金属离子反应生成沉淀,使得金属离解速度大于金属离子的沉淀速度而诱发点蚀。点蚀形核以后形成的腐蚀产物沉积在金属表面,形成局部中性厌氧环境,促进SRB生长。SRB在铝合金的腐蚀过程中消耗了阴极反应的H(<,ads>),促进了阴极去极化,使得铜合金溶解加快。点蚀以闭塞自催化过程进行,与Cl<->溶液中自催化闭塞电池作用机理相似。
最后,本文首次提出了厌氧环境中硫酸盐还原菌诱导铜合金点蚀发展的电化学示意图,并得到了SRB诱导铜合金点蚀的电化学反应方程式。