對黃(huang)銅脫(tuo)鋅腐蝕的機(ji)理,國內外都做了(le)一些研究(jiu),提出了(le)各種研究(jiu)結論,但目前(qian)還不(bu)十分完(wan)善,主要理論有優先(xian)溶(rong)解(jie)和(he)溶(rong)解(jie)-再沉積機(ji)制、雙空位機(ji)制和(he)滲(shen)流機(ji)制。接(jie)下(xia)就讓我們(men)來(lai)簡單的介紹一下(xia)這些機(ji)制。
1. 優先溶(rong)解和溶(rong)解一(yi)再沉積(ji)機(ji)制,優先溶(rong)(rong)解(jie)機制(zhi)認為,黃(huang)銅(tong)腐(fu)蝕過(guo)(guo)程(cheng)中,合金(jin)表(biao)面的(de)(de)(de)(de)鋅(xin)(xin)從黃(huang)銅(tong)中優先溶(rong)(rong)解(jie),然后合金(jin)內部(bu)的(de)(de)(de)(de)鋅(xin)(xin)通過(guo)(guo)空位擴(kuo)散繼續溶(rong)(rong)解(jie),電(dian)位較正的(de)(de)(de)(de)銅(tong)被遺(yi)留(liu)下來,呈疏松狀的(de)(de)(de)(de)銅(tong)層。但這種理論難以說(shuo)明脫鋅(xin)(xin)造(zao)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)脆(cui)性開裂深(shen)度與鋅(xin)(xin)在(zai)室溫下擴(kuo)散系數太低之間的(de)(de)(de)(de)矛盾。而在(zai)黃(huang)銅(tong)表(biao)面與溶(rong)(rong)液(ye)接觸處發生了鋅(xin)(xin)選擇性溶(rong)(rong)解(jie),被腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)鋅(xin)(xin)由合金(jin)晶格上鋅(xin)(xin)原(yuan)子的(de)(de)(de)(de)擴(kuo)散所(suo)補償(chang),鋅(xin)(xin)在(zai)活性脫鋅(xin)(xin)前沿(yan)被選擇性侵蝕,這個前沿(yan)不斷地向內部(bu)移動。按(an)照作者的(de)(de)(de)(de)觀點,脫鋅(xin)(xin)相只(zhi)是在(zai)初(chu)始黃(huang)銅(tong)母體的(de)(de)(de)(de)骨架結構中出現,它容(rong)許鋅(xin)(xin)離子自(zi)由向外擴(kuo)散,黃(huang)銅(tong)的(de)(de)(de)(de)脫鋅(xin)(xin)阻力依賴于鋅(xin)(xin)外層電(dian)子離開鋅(xin)(xin)原(yuan)子的(de)(de)(de)(de)難易程(cheng)度。
2. 溶(rong)(rong)解(jie)(jie)-再沉積機制(zhi)認為(wei),黃銅(tong)(tong)(tong)表面上的(de)(de)(de)(de)(de)鋅(xin)(xin)和(he)銅(tong)(tong)(tong)一(yi)起溶(rong)(rong)解(jie)(jie),鋅(xin)(xin)留在(zai)溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong),而銅(tong)(tong)(tong)在(zai)靠近溶(rong)(rong)解(jie)(jie)處的(de)(de)(de)(de)(de)表面上迅速析(xi)出而重(zhong)新沉積在(zai)基體上,但這(zhe)種機制(zhi)無法圓滿地解(jie)(jie)釋銅(tong)(tong)(tong)不(bu)可能(neng)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)脫(tuo)鋅(xin)(xin)現象(xiang)。因為(wei)鋅(xin)(xin)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)電位(wei)(wei)遠低于銅(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)陽極溶(rong)(rong)解(jie)(jie)電位(wei)(wei),因此銅(tong)(tong)(tong)和(he)鋅(xin)(xin)不(bu)可能(neng)在(zai)任何情況下(xia)發(fa)生(sheng)同(tong)(tong)時(shi)(shi)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)現象(xiang)。在(zai)硫酸中(zhong)進行了(le)研究,在(zai)最初階(jie)(jie)段由于建立了(le)(Cu-Zn)原電池(chi),鋅(xin)(xin)在(zai)溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)優先溶(rong)(rong)解(jie)(jie),但當多孔的(de)(de)(de)(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)-氧化(hua)銅(tong)(tong)(tong)膜(mo)在(zai)電極表面形成(cheng)時(shi)(shi),脫(tuo)鋅(xin)(xin)速度(du)(du)下(xia)降(jiang),銅(tong)(tong)(tong)、鋅(xin)(xin)同(tong)(tong)時(shi)(shi)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)。這(zhe)時(shi)(shi)鋅(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)速度(du)(du)受(shou)通過晶格(ge)空位(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)擴散速度(du)(du)所控制(zhi),在(zai)這(zhe)個階(jie)(jie)段銅(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)速度(du)(du)因為(wei)CuO膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)而減少,這(zhe)決定性地位(wei)(wei)取決于腐(fu)蝕條件,比(bi)如在(zai)稀鹽(yan)酸中(zhong)會發(fa)生(sheng)鋅(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)選擇性溶(rong)(rong)解(jie)(jie),而在(zai)濃度(du)(du)較高的(de)(de)(de)(de)(de)鹽(yan)酸或(huo)海水中(zhong)則發(fa)生(sheng)銅(tong)(tong)(tong)重(zhong)新析(xi)出的(de)(de)(de)(de)(de)脫(tuo)鋅(xin)(xin)腐(fu)蝕。此外,脫(tuo)鋅(xin)(xin)機制(zhi)還(huan)受(shou)到溶(rong)(rong)解(jie)(jie)溫(wen)度(du)(du)、浸(jin)泡周期長短的(de)(de)(de)(de)(de)影響。銅(tong)(tong)(tong)和(he)鋅(xin)(xin)是否同(tong)(tong)時(shi)(shi)溶(rong)(rong)解(jie)(jie),可以將它們的(de)(de)(de)(de)(de)電位(wei)(wei)-pH圖(tu)重(zhong)疊后預測。
而防止(zhi)黃(huang)(huang)銅(tong)脫(tuo)鋅(xin)(xin)腐(fu)蝕的(de)(de)方法,主要可以從冶(ye)金(jin)方面入(ru)手,其次也可從改善環(huan)境方面考慮(lv)。改善腐(fu)蝕環(huan)境,則(ze)可以采用陰極保護、添加緩(huan)蝕劑、降低介(jie)質浸蝕性(xing)等,不(bu)過由于(yu)受(shou)工況條件(jian)的(de)(de)限制,并不(bu)能完全抑制黃(huang)(huang)銅(tong)的(de)(de)脫(tuo)鋅(xin)(xin)。根(gen)治的(de)(de)方法,則(ze)是(shi)通過冶(ye)金(jin)化方法提高(gao)黃(huang)(huang)銅(tong)自身(shen)的(de)(de)抗脫(tuo)鋅(xin)(xin)能力,這才是(shi)杜(du)絕(jue)黃(huang)(huang)銅(tong)脫(tuo)鋅(xin)(xin)腐(fu)蝕的(de)(de)發(fa)生絕(jue)對好方法。