對黃銅脫(tuo)鋅腐蝕的機理(li),國內外(wai)都做了一些(xie)研(yan)究(jiu),提出了各種研(yan)究(jiu)結論(lun),但目前還不十分(fen)完善(shan),主要理(li)論(lun)有優先溶解和(he)溶解-再沉積機制、雙空位機制和(he)滲流機制。接下就讓我們(men)來簡單的介紹一下這些(xie)機制。
1. 優先(xian)溶解和溶解一再沉積機制(zhi),優先溶解機制(zhi)認(ren)為(wei),黃(huang)銅(tong)(tong)腐蝕過(guo)程中,合(he)金(jin)表面的(de)(de)(de)(de)(de)鋅(xin)(xin)(xin)從(cong)黃(huang)銅(tong)(tong)中優先溶解,然后合(he)金(jin)內(nei)部的(de)(de)(de)(de)(de)鋅(xin)(xin)(xin)通(tong)過(guo)空位擴散(san)繼(ji)續溶解,電位較正(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)銅(tong)(tong)被(bei)遺留下來,呈疏(shu)松(song)狀的(de)(de)(de)(de)(de)銅(tong)(tong)層。但這種理論(lun)難以說明脫鋅(xin)(xin)(xin)造成的(de)(de)(de)(de)(de)脆(cui)性(xing)(xing)開(kai)裂深度(du)與鋅(xin)(xin)(xin)在室(shi)溫下擴散(san)系數太(tai)低(di)之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)矛盾(dun)。而(er)在黃(huang)銅(tong)(tong)表面與溶液接觸處發(fa)生(sheng)了鋅(xin)(xin)(xin)選擇性(xing)(xing)溶解,被(bei)腐蝕的(de)(de)(de)(de)(de)鋅(xin)(xin)(xin)由(you)合(he)金(jin)晶格(ge)上(shang)鋅(xin)(xin)(xin)原子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)擴散(san)所補(bu)償,鋅(xin)(xin)(xin)在活(huo)性(xing)(xing)脫鋅(xin)(xin)(xin)前(qian)沿被(bei)選擇性(xing)(xing)侵蝕,這個(ge)前(qian)沿不斷地向內(nei)部移動。按(an)照(zhao)作者的(de)(de)(de)(de)(de)觀點,脫鋅(xin)(xin)(xin)相(xiang)只是在初始黃(huang)銅(tong)(tong)母體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)骨架結構中出現,它容許鋅(xin)(xin)(xin)離子(zi)(zi)自由(you)向外擴散(san),黃(huang)銅(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)脫鋅(xin)(xin)(xin)阻力依賴于(yu)鋅(xin)(xin)(xin)外層電子(zi)(zi)離開(kai)鋅(xin)(xin)(xin)原子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)難易程度(du)。
2. 溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)-再(zai)沉積機制認為,黃銅(tong)表(biao)面上的(de)(de)鋅(xin)(xin)和(he)銅(tong)一起溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie),鋅(xin)(xin)留在(zai)(zai)(zai)(zai)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)中,而(er)銅(tong)在(zai)(zai)(zai)(zai)靠近(jin)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)處的(de)(de)表(biao)面上迅速(su)析(xi)出(chu)(chu)而(er)重(zhong)(zhong)新沉積在(zai)(zai)(zai)(zai)基體上,但(dan)這種機制無法圓(yuan)滿地解(jie)(jie)釋銅(tong)不(bu)可能溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)時(shi)的(de)(de)脫(tuo)鋅(xin)(xin)現象。因為鋅(xin)(xin)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)的(de)(de)電位(wei)遠低(di)于(yu)銅(tong)的(de)(de)陽(yang)極溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)電位(wei),因此銅(tong)和(he)鋅(xin)(xin)不(bu)可能在(zai)(zai)(zai)(zai)任何情況下發(fa)(fa)生(sheng)同時(shi)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)的(de)(de)現象。在(zai)(zai)(zai)(zai)硫酸中進行了(le)研究,在(zai)(zai)(zai)(zai)最初階(jie)段由于(yu)建立(li)了(le)(Cu-Zn)原電池,鋅(xin)(xin)在(zai)(zai)(zai)(zai)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)中優先(xian)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie),但(dan)當多孔的(de)(de)銅(tong)-氧(yang)化銅(tong)膜在(zai)(zai)(zai)(zai)電極表(biao)面形成時(shi),脫(tuo)鋅(xin)(xin)速(su)度(du)(du)(du)下降,銅(tong)、鋅(xin)(xin)同時(shi)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)。這時(shi)鋅(xin)(xin)的(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)速(su)度(du)(du)(du)受通過晶格(ge)空(kong)位(wei)的(de)(de)擴散速(su)度(du)(du)(du)所控(kong)制,在(zai)(zai)(zai)(zai)這個(ge)階(jie)段銅(tong)的(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)速(su)度(du)(du)(du)因為CuO膜的(de)(de)形成而(er)減少,這決(jue)定(ding)性地位(wei)取決(jue)于(yu)腐(fu)蝕條(tiao)件,比如在(zai)(zai)(zai)(zai)稀鹽酸中會(hui)發(fa)(fa)生(sheng)鋅(xin)(xin)的(de)(de)選(xuan)擇性溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie),而(er)在(zai)(zai)(zai)(zai)濃(nong)度(du)(du)(du)較高(gao)的(de)(de)鹽酸或海水(shui)中則(ze)發(fa)(fa)生(sheng)銅(tong)重(zhong)(zhong)新析(xi)出(chu)(chu)的(de)(de)脫(tuo)鋅(xin)(xin)腐(fu)蝕。此外,脫(tuo)鋅(xin)(xin)機制還受到溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie)溫度(du)(du)(du)、浸泡周期(qi)長短的(de)(de)影響(xiang)。銅(tong)和(he)鋅(xin)(xin)是(shi)否同時(shi)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)(jie),可以將它(ta)們的(de)(de)電位(wei)-pH圖重(zhong)(zhong)疊后預測。
而防止黃(huang)銅脫鋅(xin)(xin)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)(fa),主要可(ke)以(yi)從冶金方(fang)面入(ru)手,其次也可(ke)從改善環(huan)境方(fang)面考慮。改善腐(fu)蝕(shi)環(huan)境,則可(ke)以(yi)采用(yong)陰極保護、添加緩(huan)蝕(shi)劑、降低介質浸蝕(shi)性(xing)等(deng),不(bu)過由于受工況條(tiao)件(jian)的(de)(de)(de)(de)限制(zhi)(zhi),并不(bu)能完(wan)全抑制(zhi)(zhi)黃(huang)銅的(de)(de)(de)(de)脫鋅(xin)(xin)。根治的(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)(fa),則是通過冶金化方(fang)法(fa)(fa)(fa)提高黃(huang)銅自身的(de)(de)(de)(de)抗(kang)脫鋅(xin)(xin)能力,這(zhe)才是杜絕(jue)(jue)黃(huang)銅脫鋅(xin)(xin)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)發生絕(jue)(jue)對好方(fang)法(fa)(fa)(fa)。