理论教育 腐蚀表面的微观分析与衍射分析

腐蚀表面的微观分析与衍射分析

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:腐蚀的表面形貌 在S250MK型扫描电子显微镜上对腐蚀表面的形貌进行微观分析,并对腐蚀表面(产物)进行选区衍射分析。腐蚀产物中的主要成分为Cu2O,有少量的CaCO3、SiO2、FeCO3和复合物Mn1.00Al1.11S1.89等。图8-54 白铜腐蚀物样品的X射线衍射定性分析图谱对应于图8-53各位置进行微区能谱分析,分析结果见表8-7。同时,腐蚀产物中有部分的CaCO3。CaCO3在一定条件下可以分解,生成CO32-或HCO3-,进而与Cu或Cu2生成CuCO3,这也是水管中铜腐蚀的一种重要形式。

腐蚀表面的微观分析与衍射分析

(1)腐蚀的表面形貌 在S250MK型扫描电子显微镜上对腐蚀表面的形貌进行微观分析,并对腐蚀表面(产物)进行选区衍射分析。

图8-53a所示为铜管内表面的形貌。铜管表面附着物呈团絮状,腐蚀坑底形态有条状(见图8-53b)和呈圆状破裂的团絮状(见图8-53c)。在这些部位都检测到Cl和S。图8-53c所示形态类似于氯化物

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图8-53 铜管腐蚀坑底形貌

a)铜管内表面的形貌 b)对应于图a中的暗区(条状) c)对应于图a中的暗区(团絮状)

(2)腐蚀产物分析在日本理学(Rigaku)D/Max-3B型X射线衍射仪上,对从腐蚀比较严重的两段铜管上取下的表面腐蚀产物和黏着物进行粉末衍射。其X射线衍射定性分析图谱如图8-54所示。腐蚀产物中的主要成分为Cu2O,有少量的CaCO3、SiO2、FeCO3和复合物Mn1.00Al1.11S1.89等。

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图8-54 白铜腐蚀物样品的X射线衍射定性分析图谱(www.daowen.com)

对应于图8-53各位置进行微区能谱分析,分析结果见表8-7。

表8-7 能谱成分定量分析结果

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注:暗区和亮区分别对应腐蚀表面清洗后微区中的凹区和凸区,即在扫描电子显微镜下显示暗和亮的不同微区部位。

在腐蚀表面微区成分分析中,可见除去白铜原有的元素成分之外,尚有Ca、K、Si、S、P等外来元素,以及表8-8中未列出的元素Cl、O、Mn、Ti等。

从能谱分析和X衍射分析结果可知,腐蚀应以Cu的氧化为主。阳极反应为Cu失去电子成为离子,而阴极反应主要是氧的去极化过程,但有S、Cl等参与电化学腐蚀过程,促进了阴极去极化,加速了铜的腐蚀。同时,腐蚀产物中有部分的CaCO3。CaCO3在一定条件下可以分解,生成CO32-或HCO3-,进而与Cu或Cu(OH)2生成CuCO3,这也是水管中铜腐蚀的一种重要形式。

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