對黃(huang)銅脫鋅腐蝕的機理,國內外都(dou)做了(le)一(yi)些研(yan)究(jiu),提(ti)出了(le)各種(zhong)研(yan)究(jiu)結論,但目前還不十分完(wan)善,主要理論有優先溶(rong)解(jie)(jie)和(he)溶(rong)解(jie)(jie)-再(zai)沉(chen)積機制(zhi)(zhi)、雙空位機制(zhi)(zhi)和(he)滲流機制(zhi)(zhi)。接下就讓我(wo)們來簡(jian)單的介紹一(yi)下這(zhe)些機制(zhi)(zhi)。
1. 優先(xian)溶解(jie)和(he)溶解(jie)一再沉積機制,優先(xian)溶解機制認為,黃(huang)(huang)銅腐蝕(shi)(shi)過程(cheng)中(zhong),合金(jin)表面的(de)(de)(de)鋅(xin)(xin)從(cong)黃(huang)(huang)銅中(zhong)優先(xian)溶解,然后(hou)合金(jin)內(nei)部的(de)(de)(de)鋅(xin)(xin)通過空位(wei)擴散繼續溶解,電位(wei)較正的(de)(de)(de)銅被(bei)(bei)遺留下(xia)來,呈疏松狀的(de)(de)(de)銅層。但這種(zhong)理(li)論(lun)難(nan)以說(shuo)明脫(tuo)鋅(xin)(xin)造成的(de)(de)(de)脆性開裂深度(du)與鋅(xin)(xin)在(zai)室溫下(xia)擴散系(xi)數太低之(zhi)間的(de)(de)(de)矛(mao)盾。而在(zai)黃(huang)(huang)銅表面與溶液接(jie)觸處發生了鋅(xin)(xin)選擇性溶解,被(bei)(bei)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)鋅(xin)(xin)由合金(jin)晶格上鋅(xin)(xin)原(yuan)子的(de)(de)(de)擴散所補償,鋅(xin)(xin)在(zai)活性脫(tuo)鋅(xin)(xin)前(qian)(qian)沿被(bei)(bei)選擇性侵(qin)蝕(shi)(shi),這個前(qian)(qian)沿不斷(duan)地向內(nei)部移動。按照作者的(de)(de)(de)觀(guan)點(dian),脫(tuo)鋅(xin)(xin)相只是在(zai)初始(shi)黃(huang)(huang)銅母體的(de)(de)(de)骨架(jia)結構(gou)中(zhong)出現(xian),它容許(xu)鋅(xin)(xin)離(li)子自(zi)由向外擴散,黃(huang)(huang)銅的(de)(de)(de)脫(tuo)鋅(xin)(xin)阻(zu)力依(yi)賴(lai)于鋅(xin)(xin)外層電子離(li)開鋅(xin)(xin)原(yuan)子的(de)(de)(de)難(nan)易程(cheng)度(du)。
2. 溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)-再(zai)沉積機制認(ren)為,黃銅(tong)(tong)表(biao)面(mian)(mian)上的(de)鋅(xin)(xin)(xin)和(he)銅(tong)(tong)一起溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie),鋅(xin)(xin)(xin)留在(zai)(zai)(zai)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)中(zhong)(zhong),而(er)(er)銅(tong)(tong)在(zai)(zai)(zai)靠近溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)處的(de)表(biao)面(mian)(mian)上迅速(su)(su)析出而(er)(er)重新沉積在(zai)(zai)(zai)基體(ti)上,但(dan)這(zhe)(zhe)種機制無法圓滿(man)地解(jie)(jie)(jie)釋銅(tong)(tong)不(bu)可(ke)能溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)時(shi)的(de)脫(tuo)鋅(xin)(xin)(xin)現象。因(yin)為鋅(xin)(xin)(xin)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)的(de)電(dian)(dian)位遠低于銅(tong)(tong)的(de)陽極溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)位,因(yin)此銅(tong)(tong)和(he)鋅(xin)(xin)(xin)不(bu)可(ke)能在(zai)(zai)(zai)任何情況下(xia)發(fa)生(sheng)同(tong)時(shi)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)的(de)現象。在(zai)(zai)(zai)硫酸中(zhong)(zhong)進(jin)行了(le)研(yan)究,在(zai)(zai)(zai)最初階段由于建立了(le)(Cu-Zn)原電(dian)(dian)池,鋅(xin)(xin)(xin)在(zai)(zai)(zai)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)優先溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie),但(dan)當多孔的(de)銅(tong)(tong)-氧化銅(tong)(tong)膜(mo)在(zai)(zai)(zai)電(dian)(dian)極表(biao)面(mian)(mian)形成(cheng)時(shi),脫(tuo)鋅(xin)(xin)(xin)速(su)(su)度(du)下(xia)降,銅(tong)(tong)、鋅(xin)(xin)(xin)同(tong)時(shi)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)。這(zhe)(zhe)時(shi)鋅(xin)(xin)(xin)的(de)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)速(su)(su)度(du)受通過晶格空(kong)位的(de)擴散速(su)(su)度(du)所控制,在(zai)(zai)(zai)這(zhe)(zhe)個階段銅(tong)(tong)的(de)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)速(su)(su)度(du)因(yin)為CuO膜(mo)的(de)形成(cheng)而(er)(er)減少,這(zhe)(zhe)決定性地位取決于腐蝕條件,比如在(zai)(zai)(zai)稀(xi)鹽酸中(zhong)(zhong)會(hui)發(fa)生(sheng)鋅(xin)(xin)(xin)的(de)選擇性溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie),而(er)(er)在(zai)(zai)(zai)濃度(du)較高的(de)鹽酸或海(hai)水中(zhong)(zhong)則發(fa)生(sheng)銅(tong)(tong)重新析出的(de)脫(tuo)鋅(xin)(xin)(xin)腐蝕。此外,脫(tuo)鋅(xin)(xin)(xin)機制還受到溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)溫度(du)、浸泡(pao)周期長(chang)短的(de)影響。銅(tong)(tong)和(he)鋅(xin)(xin)(xin)是否同(tong)時(shi)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie),可(ke)以將它們的(de)電(dian)(dian)位-pH圖(tu)重疊后預測(ce)。
而防(fang)止黃(huang)銅脫(tuo)鋅(xin)腐(fu)(fu)蝕的(de)方(fang)(fang)法,主要可以從冶(ye)金(jin)方(fang)(fang)面入手,其(qi)次也(ye)可從改(gai)善環境(jing)方(fang)(fang)面考慮(lv)。改(gai)善腐(fu)(fu)蝕環境(jing),則可以采用陰(yin)極保護、添加(jia)緩蝕劑(ji)、降低介質浸蝕性等(deng),不過由于受工況條件的(de)限制(zhi),并(bing)不能完全抑制(zhi)黃(huang)銅的(de)脫(tuo)鋅(xin)。根治的(de)方(fang)(fang)法,則是通過冶(ye)金(jin)化方(fang)(fang)法提高黃(huang)銅自身的(de)抗(kang)脫(tuo)鋅(xin)能力,這才是杜絕黃(huang)銅脫(tuo)鋅(xin)腐(fu)(fu)蝕的(de)發(fa)生絕對好方(fang)(fang)法。

