体视显微镜技术在铝合金腐蚀研究中的应用
目前,对铝合金表面腐蚀行为的研究,宏观和微观脱离,不能精确地显示腐蚀结果。尝试利用体视显微镜技术对LY12CZ铝合金的腐蚀进行实时观测并重现腐蚀过程,对体视显微镜技术在腐蚀试验中的应用进行了探索。结果表明:在EXCO溶液中LY12CZ铝合金的腐蚀是从表面膜的破坏开始的,并且腐蚀坑总是沿着轧制方向(晶界方向)发展,即使有垂直于轧制方向的人为划痕也是如此;在特定条件下,不稳定的胶状Al(OH)3膜也能阻碍局部腐蚀的发展,初期先发生腐蚀的部位,往往并不是腐蚀最严重的部位。体视显微镜技术能够实现实时观测和表面腐蚀过程的重现,如果能克服其放大倍数等方面的限制,则有可能对腐蚀研究实现宏观与微观的结合,可以准确地展示腐蚀状况。
操作方法：
利用徕卡M205C体视显微镜观测试样表面的腐蚀情况,放大倍数为160倍。利用徕卡显微镜附带的system每10 min自动拍照1次,从而将整个腐蚀过程较完整地进行记录。将所有照片连续播放,可以动态观察腐蚀过程。测试方法示意见图1
试样放入溶液中,其表面就立即产生大量的气泡(见图2)。
在开始阶段,气泡在试样表面的各个位置都存在,但体积较小,并很快离开试样表面进入溶液中,直至到达溶液表面而破裂。在这一阶段,气泡是不稳定的,吸附气泡的位置也观察不到腐蚀坑。
随着浸泡时间的延长,气泡只在某些部位产生并长大。此时,气泡数量大大减少,但维持的时间在延长,而且不断长大,相对稳定。每个较大气泡内部,都有1个腐蚀坑(见图3)。
试验结束后将试样从溶液中取出,经大量蒸馏水冲洗、吹干后,放入干燥皿中,6 h后再次用显微镜观察,蚀孔中依然有气泡产生,表明反应仍在继续(见图4)。
以上现象表明,腐蚀介质一旦进入蚀孔内就很难排出,并将持续起作用。从工程应用的角度来看,尽可能地防止腐蚀的发生比控制腐蚀的发展更合理、有效。
图四 从溶液取出6h后还在冒泡
从试验的效果来看,体视显微镜技术的在于:在不影响实时观测的情况下,可以反复重现表面腐蚀的全过程,有利于对腐蚀过程深入了解；体视显微镜技术的缺点:(1)放大倍数有限,无法在微米尺度上对晶粒、晶界和第二相的腐蚀行为进行直观观测;(2)于表面观察,虽然可以通过调整焦距等手段测量腐蚀深度,但试验进行过程中还无法做到,而且精度有限。由此可知,体视显微镜技术作为一种实用、方便、低成本的试验手段,在克服了放大倍数方面的限制之后,能在一定程度上实现宏观、微观相结合这一目标。
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