D0I:10.13374/j.issn1001-053x.2002.04.016 第24卷第4期 北京科技大学学报 Vol.24 No.4 2002年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug.2002 盐粒沉降对Zn大气腐蚀的影响 王凤平”陈华》李晓刚2 1)北京科技大学材料科学与工程学院，腐蚀与防护中心，北京1000832)金属腐蚀与防护国家重点试验室，沈阳110016 摘要使用石英晶体微天平(QCM)并结合红外透射光谱TS)研究了海洋大气环境和工业 大气环境对金属Zn在薄液膜下大气腐蚀的影响.QCM试验表明：研究的几种电解质中，NaCl 对Zn的腐蚀最严重，其次是NH)SO,NaNO,较弱，NaCO,最轻微.结合红外光谱对腐蚀产物 的分析，阐述了各种不同电解质条件下的腐蚀机理. 关键词大气腐蚀；锌；电解质：薄液膜；石英晶体微天平 分类号TG172.3 材料在不同大气环境中的腐蚀破坏程度随 电石英晶片及石英晶体分析仪（型号QCA917) 所处环境因素的不同有很大差别因此，根据污 组成.试验使用9MHz,AT-cut石英晶片，在石 染物的性质及程度，大气环境的类型大致可分 英晶片两面沉积的金属金(Au)膜构成了两电极， 为工业大气、海洋大气、海洋工业大气、城市大 电极经无水乙醇除油后，将Zn电镀到Au的表 气和农村大气5种类型.作者曾模拟城市大气 面，电镀液为硫酸盐，电镀时的电流密度为1.5 环境系统地研究了一些金属在薄液膜下的腐蚀 A/dm2,电镀时间为3min.经计算得知，镀Zn层 规律和腐蚀机理"-训，本文主要讨论海洋大气和 的厚度约为1.26m阿.一个电极处于室内空气 工业大气对Zn在薄液膜下的大气腐蚀规律.使 环境，另一个电极电镀上锌之后将其喷涂上电 用石英晶体微天平(QCM)并结合红外透射光谱 解质溶液，并放在空气中吹干，然后将其连接到 (IRTS)研究了几种常见的电解质对Zn镀层的大 石英晶体分析仪(QCA917)上作为研究电极.两 气腐蚀规律 电极面积皆为0.2cm2.试验过程中的采样时间 海洋大气主要是以大气中含海盐粒子为特 间隔为60s.QCM试验的数据采集和处理均由 征的，其在大气中的主要成分为Na和CI离子， 微机完成. 并且这2种离子随着与海洋距离的增加而迅速 1.2大气腐蚀模拟试验 减少. 材料为Zn2板材，金属Zn纯度大于99.9%. 工业大气中含有的海盐粒子主要是盐类， 主要杂质含量见表1.模拟试样的尺寸为中14 如：NH)zSO4,NaCO,NaNO,等.萧以德等人研 mm×3mm,样品依次经600#，800#及1000#耐水 究过电解质溶液对低合金钢腐蚀的影响，结果 砂纸逐级打磨后，再用1.5#抛光膏抛光，抛光后 表明，电解液类型对低合金钢的腐蚀有明显的 立即放人丙酮中，在丙酮中用超声波清洗器清 影响 洗10min,在空气中干燥，然后放在干燥器中待 用 1试验方法 表1试验金属Z加中的主要杂质质量分数 1.1金属腐蚀速率的测量 Table 1 Impurities composition in zinc tested % 本试验使用日本SEIKO EG&G公司制造的 Fe Cu Pb Sn Ca 石英晶体微天平(QCM.石英晶体微天平由压 0.012 0.00050.0400.00050.0005 试验过程中将模拟Zn试样浸人102molL 收稿日期200002-12 王凤平男，40岁，博士后 的电解质溶液中后取出，然后放入温度为(25± *国家自然科学基金资助项目No.50171011) *国家重点基础研究专项经费资助项目No.G19990650) 2)℃、相对湿度为85%±5%的大气腐蚀试验箱第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 】 盐粒沉降对 大气腐蚀的影响 王凤平 ” 陈 华 ” 李晓 刚 ’， 北京科技大学材料科学与工程学院 ，腐蚀与防护中心 ， 北京 金属腐蚀与防护 国家重点试验室 ， 沈 阳 摘 要 使用石英晶体微天平 并结合红外透射光谱 研究 了海洋大气环境和 工业 大气环境对金属 在薄液膜下大气腐蚀 的影 响 试验表 明 研究 的几种 电解质 中 ， 对 的腐蚀最严重 ， 其次是 月 。 ， ， 较弱 ， 灰 ， 最轻微 结合红外光谱对腐蚀产物 的分析 ， 阐述 了各种不 同电解质条件下 的腐蚀机理 关键词 大气腐蚀 锌 电解质 薄液膜 石英 晶体微天平 分类号 材料在不 同大气环境 中的腐蚀破坏程度 随 所处环境 因素的不 同有很大差别 因此 ， 根据污 染物 的性质及程度 ， 大气环境 的类型 大致可 分 为 工业 大气 、 海洋 大气 、 海洋 工业大气 、 城市大 气和农村大气 种 类 型 作者 曾模拟 城市大气 环境系统地研究 了一些金属 在薄液膜下 的腐蚀 规律 和腐蚀机理 ‘，一 ， 本文主要讨论海洋大气 和 工业大气对 在薄液膜下 的大气腐蚀规律 使 用 石英 晶体微天平 并结合红 外透射光谱 研究 了几种常见 的电解质对 镀层 的大 气腐蚀规律 海 洋大气主要是 以 大气 中含海盐粒子为特 征 的 ， 其在 大气 中的主要成分为 和 一 离子 ， 并且这 种离子随着 与海洋距离 的增加 而迅 速 减少‘， 工 业 大气 中含 有 的海 盐粒子 主 要 是盐类 ， 如 《洲 与 ， 灸 ，， 。 等 萧 以德 等人研 究过 电解质溶液对低合金钢 腐蚀 的影 响 ， 结果 表 明 ， 电解液类型 对低合金钢 的腐蚀有 明显 的 影 响 ， 电石英 晶片及石英 晶体分析仪 型 号 组成 试验使用 ， 一 石 英 晶片 ， 在石 英晶片两面沉积的金属 金 膜构成 了两 电极 ， 电极经无水 乙 醇除 油 后 ， 将 电镀 到 的表 面 ， 电镀液为硫酸盐 ， 电镀时 的 电流密度为 刀 ，， 电镀 时间为 ， 经计算得 知 ， 镀 层 的厚度约 为 娜 一个 电极处 于 室 内空 气 环境 ， 另 一个 电极 电镀 上 锌之后将其喷涂上 电 解质溶液 ， 并放在空 气 中吹 干 ， 然后将其连接到 石英 晶体分析仪 上 作为研究 电极 两 电极 面 积 皆为 ， 试验过程 中的采样 时 间 间隔为 试验 的数据采集 和处 理均 由 微机完成 大气腐蚀模拟试验 材料为 板材 ， 金 属 纯度 大于 主 要 杂 质 含量 见 表 模 拟 试样 的 尺 寸 为中 ， 样 品依次经 ， 及 耐水 砂纸逐级打磨后 ， 再用 抛光膏抛光 ， 抛光后 立 即放人丙 酮 中 ， 在丙 酮 中用 超声 波清洗器清 洗 ， 在空气 中干燥 ， 然 后 放在干燥 器 中待 用 试验方法 金属腐蚀速率的测最 本试验使用 日本 公 司制造 的 石英 晶体微天平 石英 晶体微天 平 由压 表 试验金属 中的主 要 杂质质 分数 收稿 日期 一 一 王凤平 男 ， 岁 ， 博士后 国家 自然科学基金资助项 目 国家重点基础研究专项经费资助项 目 以 试验过程 中将模拟 试样浸 人 一 “ 比 的 电解质溶液 中后取 出 ， 然 后 放人温度 为 士 ℃ 、 相对湿度为 巧 的大气腐蚀试验箱 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2002．04．016