所有金属材料都可能与氧和其他气体产生反应,这些反应会改变材料的成分、性能和完整性。
金属可与氧反应,在表面生成氧化物。发生氧化的难易程度是由氧化物生成自由能决定。镁和铝的氧化有巨大的驱动力,但镍或铜几乎没有氧化的倾向。温度升高时,氧化物较易形成。
氧化膜的类型决定氧化过程发生的速率以及氧化物是否会使金属钝化。由于氧化物与金属的相对体积不同,氧化物的行为共分三类。
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如果氧化物的体积比金属的体积小,则氧化膜为多孔状,典型的金属如镁,氧化膜没有保护作用。
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如果氧化物的体积与金属的体积接近相等,于是形成一种附着力强的,无孔的、具有保护性能的氧化膜,典型者为铝和铬。
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如果氧化物的体积比金属的体积大,较初,氧化物形成一层具有保护作用的膜,然而,随着膜的厚度的增长,在氧化物中产生很高的应力,氧化物有可能从表面上呈片状剥落,裸露出来的新鲜金属则继续氧化。铁是具有这种无附着力氧化层的典型。
由于不同的金属具有不同的氧化倾向性,当存在一种以上金属时,氧化物生成自由能负值较大的金属首先氧化。利用这个原理,可以设计出抗氧化合金。例如在钢中加入铬时,铬首先被氧化,产生铬氧化膜,使膜下的金属受到保护。
总的来说,在常用的有色金属材料中,钛合金抗腐蚀性能较好,铜合金次之,镁合金较差。铝合金晶间腐蚀问题较**。某些铝合金(如超硬铝)及铜合金(如黄铜)应力腐蚀倾向较大。
气体腐蚀测试用于确定产品在大气环境下工作、储存的适应性,特别是接触件与连接见。影响腐蚀的主要因素有温湿度、大气腐蚀性成分等。实验的严苛程度取决于腐蚀性气体的种类和暴露持续时间。
可以模拟大气中存在的二氧化氮、二氧化硫、硫化氢、*等各种腐蚀性气体,可进行单一或多种混合气体腐蚀实验,用于确定电工电子产品元件、设备与材料等抗腐蚀能力。
参考标准
ISO 21207人工大气中的腐蚀试验 交替暴露在腐蚀性气体、中性盐雾及干燥环境中的加速腐蚀试验
GB/T2423.51-2000 (idt IEC 68-2-60:1995)电工电子产品环境试验
*2部分: 试验方法 试验Ke: 流动混合气体腐蚀试验;
GB/T 2423.33-2005 电工电子产品环境试验
*2部分:试验方法 试验Kca:高浓度二氧化硫试验;
GB/T 2423.19-1981 电工电子产品基本环境试验规程 试验Kc:接触点和连接件的二氧化硫试验方法