CN101281114B - 评价镁、铝及其合金耐蚀性的浸泡转色法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种评价镁、铝及其合金耐蚀性的浸泡转色法，即将镁、铝或其合金按容面比2～100ml/cm2浸入腐蚀促进液，观察溶液颜色发生完全转变所需要的时间。所述腐蚀促进液为水基溶液，其中指示剂为KMnO4，其浓度为2～500mg/L，侵蚀剂为HNO3，其浓度以密度为1.4g/mL的硝酸计为0.2～50ml/L。本发明提供的方法简单易行，无需特殊仪器设备，克服了现有点滴试验法的缺陷，提高了测试的灵敏度和准确性。

Description

评价镁、铝及其合金耐蚀性的浸泡转色法
技术领域
本发明属于材料科学与技术领域，特别涉及一种评价材料耐蚀性能的方法。
背景技术
材料性能评价在材料科学与技术的研发工作中占有重要地位。材料耐蚀性评价结果直接关系到有关工艺优化的方向，如以增强材料耐蚀性为主要任务的各种表面改性技术，包括阳极/微弧氧化、化学转化、化学镀、电镀等等，皆以耐蚀性测试结果作为指导工艺参数优化的依据。
材料耐蚀性评价方法很多，如①动电位极化、交流阻抗谱、循环伏安法等电化学测试技术，②全浸、半浸和间浸模拟浸泡试验和动态浸泡试验技术，以及③盐雾试验、电解加速试验等加速腐蚀试验技术，等等。上述测试技术在评价材料的耐蚀性方面各具千秋，却也存在如下主要缺陷：依赖价格昂贵的测试仪器/设备且必须具备扎实的专业基础知识，如①、②和③，其中技术①的设备成本最高；测试周期长，如②和③的试验周期一般为24h以上，有些试验最长达数周之久；测试结果的解析复杂，如①。
针对上述缺陷，直观、经济而有效的评价方法应运而生。典型的如点滴试验法。所谓点滴试验，就是在洁净的试样表面滴一滴腐蚀溶液，从滴上溶液到出现腐蚀变化所需时间作为材料耐蚀性考核标准的方法。如《电镀溶液与镀层性能测试》(张景双等编著，化学工业出版社，2003年，第157-158页)介绍的方法。点滴试验法简便易行，却也存在以下主要不足之处：其一，液滴量受取液工具及人为因素影响较大；其二，腐蚀液对不同材料或表面状态不同的相同材料具有不同的浸润性；其三，过小的腐蚀液体积、多变的材料表面颜色、侵蚀发生时气泡的产生等容易影响测试者对“腐蚀变化”发生的准确判断。上述不足导致点滴试验结果的重现性、准确度和可对比性难以令人满意。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种评价镁、铝及其合金耐蚀性的浸泡转色法。
本发明通过以下技术方案予以实现：一种评价镁、铝及其合金耐蚀性的浸泡转色法：将镁、铝或其合金浸入腐蚀促进液，以溶液颜色发生完全转变所经历的时间间隔即转色时间来评价材料耐蚀性的好坏。
所述腐蚀促进液为水基溶液，其中指示剂为KMnO4，其浓度为2～500mg/L；其中侵蚀剂为HNO3，其浓度以密度为1.4g/mL的硝酸计为0.2～50ml/L。
所述腐蚀促进液体积与材料表面积的比值即容面比为2-100ml/cm2。
与现有技术相比较，本发明具有如下优点：
一、克服了现有点滴试验法的诸多缺陷，提高了测试的灵敏度和结果的重现性及可比性。通过调整显色剂和侵蚀剂的相对含量，可灵活控制测试时间。
二、简单易行，无需特殊仪器设备，尤其适合于需对材料耐蚀性进行大批量快速测评的场合(如各种表面改性技术工艺参数优化的情况)，提高了检测效率。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体实施方式作详细描述。
实施例1
按如下组成以蒸馏水临用新配腐蚀促进液：2mg/LKMnO4、0.2ml/LHNO3(密度为1.4g/mL，下同)。将AZ91D镁合金试样经水磨砂纸由粗到细依次打磨至1500#，水洗、无水乙醇漂洗后吹干。按容面比2ml/cm2将试样浸入上述腐蚀促进液，轻轻震摇，观察溶液由淡紫红色变为无色所经历的时间为2分16.11秒。
实施例2
除将溶液组成改为5mg/LKMnO4、0.5ml/LHNO3外，其它同实施例1。结果观察到溶液由浅紫红色变为无色所经历的时间为1分34.82秒。
实施例3
除将溶液组成改为10mg/LKMnO4、1ml/LHNO3外，其它同实施例1。结果观察到溶液由紫红色变为无色所经历的时间为1分0.13秒。
实施例4
除将溶液组成改为10mg/LKMnO4、2ml/LHNO3外，其它同实施例1。结果观察到溶液由紫红色变为无色所经历的时间为28.76秒。
实施例5
除将溶液组成改为10mg/LKMnO4、4ml/LHNO3外，其它同实施例1。结果观察到溶液由紫红色变为无色所经历的时间为12.47秒。
实施例6
除对试样打磨、清洗后进行表面改性处理，之后水洗、吹干外，其它同实施例4。结果观察到溶液由紫红色变为无色所经历的时间为6分54.38秒。
实施例7
除将溶液组成改为100mg/LKMnO4、10ml/LHNO3外，其它同实施例1。结果观察到溶液由紫红色变为无色所经历的时间为32.64秒。
实施例8
除将溶液组成改为500mg/LKMnO4、50ml/LHNO3外，其它同实施例1。结果观察到溶液由深紫红色变为无色所经历的时间为21.86秒。
实施例9
除将容面比改为100ml/cm2外，其它同实施例3。结果观察到溶液由紫红色变为无色所经历的时间为27分30.14秒。
实施例10
除将试样改为AM60B镁合金外，其它同实施例4。结果观察到溶液由紫红色变为无色所经历的时间为45.56秒。
实施例11
除将试样改为高纯镁外，其它同实施例4。结果观察到溶液由紫红色变为无色所经历的时间为27.46秒。
实施例12
除将试样改为LY12铝合金、溶液组成改为10mg/LKMnO4、50ml/LHNO3外，其它同实施例1。结果观察到溶液由紫红色变为无色所经历的时间为5分43.11秒。
显而易见，上述显色剂中的高锰酸钾可用重铬酸盐或三价铁盐替代。重铬酸盐如重铬酸钾或重铬酸钠或其混合物。三价铁盐如氯化铁、硝酸铁或硫酸铁或其混合物。
侵蚀剂HNO3可用下列化合物或其混合物替代：HCl或H2SO4。

Claims (1)

1.一种评价镁、铝及其合金耐蚀性的浸泡转色法，其特征在于将镁、铝或其合金浸入腐蚀促进液，以溶液颜色发生完全转变所经历的时间间隔即转色时间来评价所述材料耐蚀性的好坏；所述腐蚀促进液为水基溶液，其中指示剂为KMnO4，其浓度为2～500mg/L；其中侵蚀剂为HNO3，其浓度以密度为1.4g/mL的硝酸计为0.2～50ml/L；所述腐蚀促进液体积与所述金属材料表面积的比值为2～100ml/cm2。
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