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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:鄒仁江
研究生(外文):ZOU, REN-JIANG
論文名稱:銅基與鋁基合金之腐蝕與應力腐蝕研究
論文名稱(外文):Investigation on the corrosion and stress corrosion cracking of copper-based and aluminum-based alloys
指導教授:施漢章
指導教授(外文):SHI, HAN-ZHANG
學位類別:博士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:材料科學工程研究所
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1988
畢業學年度:77
語文別:中文
論文頁數:174
中文關鍵詞:合金腐蝕材料科學工程材料
外文關鍵詞:ALLOYCORRODEMATERIAL-ENGINEERINGMATERIALBRONZEALUMINIUM
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銅基與鋁基兩種合金在工程應用上,會遭受環境的嚴重腐蝕和應力腐蝕破裂。因此可
利用陰極保護,腐蝕抑制劑,陽極處理和其它方法保護材料。
利用慢應變速率方法(Slow strain rate technique
)研究銅合金在氟鹽溶液中的應力腐蝕破裂(Stress corrosin c
racking),同時也利用動態電位極化法,以解釋銅合金∕氟離子∕苯並二唑
系統相互作用的電化學模式,共建立應力腐蝕防制和電化學行為的關係。茲將本研究
結果摘示於後:
1‧依據慢應變速率測試結果可知,七三黃銅在氟鹽溶液中會遭受沿晶應力腐蝕破裂

2‧引發七三黃銅應力腐蝕破裂的氟離子濃度為10ppm或更低,而其嚴重性,則
隨氟離子濃度增加而昇高。
3‧七三黃銅在濃度為1000ppm氟離子溶液中(pH=6‧2,20℃),加
入300ppm苯並三唑時,可有效地抑制應力腐蝕破裂的發生。
4‧依據電化學試驗結果顯示,陽極溶解現象可解釋此系統所發生的應力腐蝕破裂,
同時,在溶液中加入苯並三唑,可在銅合金表面產生苯並三唑化銅(CuBAT)保
護膜,可抑制應力腐蝕的發生。
5‧由動態電位極化圖可知,苯並三唑會使銅合金的腐蝕電位朝陰極方向極化,而且
,它是一種有效的陰極腐蝕抑制劑(Cathodic inhibitor)。
慢應變速率方法也可用於研究七三黃銅在含有10 MHgCl2 的3‧5%NaC
l溶液中遭受脆裂和抑制的現象。茲將結果表示於下:
1‧七三黃銅在不同酸鹼值的3‧5%NaCl溶液中沒有發生破裂現象。
2‧黃銅在含有氯化汞的水溶液中,發生嚴重的沿晶脆裂現象,而且其濃度愈高愈嚴
重。
3‧在含氯化汞的3‧5%NaCl水溶液中,五種抑制劑的效果表示如下:尿素<
<硫尿<1,2,4-三唑<1,2,3-苯並三唑。
4‧上述五種抑制劑的抑制效果,是隨溶液中酸鹼值不同而有很大的變化,亦即,溶
液中酸鹼值愈小,抑制效果愈差,酸鹼值愈高,效果愈好,而其個別的臨界酸鹼值為
:苯並三唑3‧8,1,2,4-三唑6‧6,硫尿8‧1,10‧9和尿素1
1‧4。
利用歐傑分析儀(Auger spectroscopy),光電子表面分析儀(
ESCA),電子微探分析儀(EPMA),X-光繞射儀和恆電位儀(Poten
tiostat)探討鋁青銅在0‧1M氟化鈉水溶液中的腐蝕行為,發現有異於尋
常的複雜現象。茲將腐蝕機構分成五個階段進行,說明如後:
1‧有顆粒狀氟化鋁析出物在氧化亞銅皮膜上;
2‧在氟化鋁析出物下方引發間隙腐蝕(Crevice corrosion)

3‧在此間隙內,發現有正立方體銅晶粒的再析出,可知其為脫鋁作用(Dealu
minification),亦即有鋁溶解而銅析出的反應發生;
4‧在間隙內,鋁青銅遭受沿晶腐蝕(Intergranular corros
ion);
5‧間隙腐蝕在擴大範圍時會互相結合,同時,由於表面氧化膜底部的金屬被沿晶腐
蝕,而使其發生脫落剝離現象。
高強度鋁合金鋁-6%鋅-1%鎂浸在酸中,以直流電進行陽極處理,可獲得一層耐
磨耐蝕之保護膜,此膜之機械性質包括:顯微硬度,耐磨性及疲勞強度,按電解液之
成份溫度,外加電壓,電流密度,陽極處理時間和封孔溫度來評估。孔蝕是陽極處理
易遭受的一種破壞形式,特別是在海水的環境中,同時,電化學極化試驗也可以用作
對封孔效率的一種直接衡量。陽極處理鋁-6%鋅-1%鎂合金的最佳條件,係於草
酸中添加甲酸以4A∕d㎡之直流電通過20℃之電解槽並維持30分鐘。由結果顯
示,此種陽極處理膜擁有優良之機械性質和耐蝕性。
CONTENTS
前言
ABSTRACT
ACKNOWLEDGEMENT
Chapter 1 NTRODUCTION
1.1 An overview of corrosion
1.2 Fracture processes
1.3 Mechanism of stress corrosion cracking(SCC)
1.4 Prevention of stress corrosion cracking
1.5 Stress corrosion cracking of copper-based alloys
1.6 Stress corrosion cracking test methods
1.7 Qualitative and quantitative analyses of crack types and crack growth rates
Chapter 2 Mechanism of fluoried-activated deterioration of the oxide film on alpha aluminum bronze
Chapter 3 Effect of 1,2,3-benzotriazole on the stress corrosion cracking and the electrochemical polarization of 70/30 brass in fluoride containing environments
Chapter 4 Investigation of inhibitors for preventing embrittlement of 70/30 brass in 3.5% NaCl aqueous solution containing 10-4M HgCl2
Chapter 5 Production and characterization of the anodic film on Al-6%Zn-1%Mg alloy
Chapter 6 Conclusion
Chapter 7 Appendix
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