體視顯微鏡技術(shù)在鋁合金腐蝕研究中的應(yīng)用
目前,對(duì)鋁合金表面腐蝕行為的研究,宏觀和微觀脫離,不能精確地顯示腐蝕結(jié)果。嘗試?yán)皿w視顯微鏡技術(shù)對(duì)LY12CZ鋁合金的腐蝕進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)并重現(xiàn)腐蝕過(guò)程,對(duì)體視顯微鏡技術(shù)在腐蝕試驗(yàn)中的應(yīng)用進(jìn)行了探索。結(jié)果表明:在EXCO溶液中LY12CZ鋁合金的腐蝕是從表面膜的破壞開(kāi)始的,并且腐蝕坑總是沿著軋制方向(晶界方向)發(fā)展,即使有垂直于軋制方向的人為劃痕也是如此;在特定條件下,不穩(wěn)定的膠狀A(yù)l(OH)3膜也能阻礙局部腐蝕的發(fā)展,初期先發(fā)生腐蝕的部位,往往并不是腐蝕最嚴(yán)重的部位。體視顯微鏡技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)觀測(cè)和表面腐蝕過(guò)程的重現(xiàn),如果能克服其放大倍數(shù)等方面的限制,則有可能對(duì)腐蝕研究實(shí)現(xiàn)宏觀與微觀的結(jié)合,可以準(zhǔn)確地展示腐蝕狀況。
操作方法：
利用徠卡M205C體視顯微鏡觀測(cè)試樣表面的腐蝕情況,放大倍數(shù)為160倍。利用徠卡顯微鏡附帶的system每10 min自動(dòng)拍照1次,從而將整個(gè)腐蝕過(guò)程較完整地進(jìn)行記錄。將所有照片連續(xù)播放,可以動(dòng)態(tài)觀察腐蝕過(guò)程。測(cè)試方法示意見(jiàn)圖1
試樣放入溶液中,其表面就立即產(chǎn)生大量的氣泡(見(jiàn)圖2)。

在開(kāi)始階段,氣泡在試樣表面的各個(gè)位置都存在,但體積較小,并很快離開(kāi)試樣表面進(jìn)入溶液中,直至到達(dá)溶液表面而破裂。在這一階段,氣泡是不穩(wěn)定的,吸附氣泡的位置也觀察不到腐蝕坑。

隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng),氣泡只在某些部位產(chǎn)生并長(zhǎng)大。此時(shí),氣泡數(shù)量大大減少,但維持的時(shí)間在延長(zhǎng),而且不斷長(zhǎng)大,相對(duì)穩(wěn)定。每個(gè)較大氣泡內(nèi)部,都有1個(gè)腐蝕坑(見(jiàn)圖3)。

試驗(yàn)結(jié)束后將試樣從溶液中取出,經(jīng)大量蒸餾水沖洗、吹干后,放入干燥皿中,6 h后再次用顯微鏡觀察,蝕孔中依然有氣泡產(chǎn)生,表明反應(yīng)仍在繼續(xù)(見(jiàn)圖4)。

以上現(xiàn)象表明,腐蝕介質(zhì)一旦進(jìn)入蝕孔內(nèi)就很難排出,并將持續(xù)起作用。從工程應(yīng)用的角度來(lái)看,盡可能地防止腐蝕的發(fā)生比控制腐蝕的發(fā)展更合理、有效。

圖四 從溶液取出6h后還在冒泡
從試驗(yàn)的效果來(lái)看,體視顯微鏡技術(shù)的在于:在不影響實(shí)時(shí)觀測(cè)的情況下,可以反復(fù)重現(xiàn)表面腐蝕的全過(guò)程,有利于對(duì)腐蝕過(guò)程深入了解；體視顯微鏡技術(shù)的缺點(diǎn):(1)放大倍數(shù)有限,無(wú)法在微米尺度上對(duì)晶粒、晶界和第二相的腐蝕行為進(jìn)行直觀觀測(cè);(2)于表面觀察,雖然可以通過(guò)調(diào)整焦距等手段測(cè)量腐蝕深度,但試驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中還無(wú)法做到,而且精度有限。由此可知,體視顯微鏡技術(shù)作為一種實(shí)用、方便、低成本的試驗(yàn)手段,在克服了放大倍數(shù)方面的限制之后,能在一定程度上實(shí)現(xiàn)宏觀、微觀相結(jié)合這一目標(biāo)。
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