黄铜晶间腐蚀机理的实验及模拟研究

摘要：

目的 为了探究黄铜在含氨介质中的晶间腐蚀加速试验方法,明确黄铜中Zn含量对晶间腐蚀敏感性的影响规律和机理.方法 采用电化学方法加速实现了黄铜表面的晶间腐蚀过程,利用XRD和金相显微镜分析腐蚀产物及表面形貌,对比分析H70和H80黄铜的晶间腐蚀规律.使用Materials Studio中的DMol3模块模拟NH4+和NH3在H70和H80黄铜晶界表面的吸附和反应过程,对比腐蚀粒子在黄铜表面的吸附规律和反应能垒,揭示黄铜晶间腐蚀敏感性的机理.结果 试验结果表明,在NH4Cl溶液中,以100倍自腐蚀电流密度恒电流处理的黄铜,在4 h内能够发生明显的晶间腐蚀.黄铜晶间腐蚀的产物主要为铜氨络合物和锌氨络合物,H70黄铜的晶间腐蚀敏感性大于H80黄铜.模拟研究表明,NH4Cl溶液中的NH4+会优先在黄铜表面的晶界处发生物理吸附,随后NH4+跨越1.15 eV(H70)和1.17 eV(H80)反应能垒分解为NH3和H+,其中NH3优先吸附于晶界中偏析的Zn原子顶位形成络合物,其次与晶界的Cu形成络合物,H70晶界中的Zn含量更高,因此H70的晶间腐蚀敏感性更强.结论 通过电化学恒电流处理法将黄铜的晶间腐蚀发生时间从7 d减少到4 h,并通过量子化学计算和腐蚀产物分析确定了黄铜在NH4Cl溶液中发生晶间腐蚀的机理.

关键词：黄铜、晶间腐蚀、电化学法、第一性原理

所属期刊栏目：47

分类号：TG172(金属学与热处理)

在线出版日期：2018-09-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：244-250