聚合物锂离子电池极耳胶腐蚀机理研究

腐蚀研究

电芯从开始到结束共有三次阻抗测试，包括：极片Hi-pot测试、Foil电阻测试和内阻（IMP）测试。Hi-pot影响电芯的化成，内阻（IMP）影响电芯的自放电，它们只反应到电芯的电压、容量性能，可以通过现有的高精度设备将坏品挑出。但Foil电阻坏品有发生腐蚀的可能性，一般需要一段时间最终在客户出表现出来，它的失效表现为外观Al被腐蚀破烂，变黑，电芯胀气，无法使用，可以说是最严重的坏品表现，是一件非常恐怖的事情！

Foil电阻坏品指的是电芯Ni tab（阳极）与包装铝箔Al layer短路，目前定义Ni tab 与Al layer 电阻低于1.0×200Mohm（非OEM产品）和OEM产品为低于2.0×200Mohm的为电阻坏品，使用万用表测量挑出以避免电芯在客户处发生腐蚀。当然，电阻越大甚至无穷大，发生腐蚀的概率越低。对于这两个标准的选择是基于对电芯进行On-hold模拟测试而定，大概客户反应的腐蚀坏品为4ppm，个别案例除外（指由于特殊原因导致电芯必然会发生腐蚀）。

我们知道控制这种电阻坏品的目的是防止包装铝箔的铝层发生腐蚀，下面就从腐蚀发生原因、腐蚀防止、电阻坏品防止几个方面入手介绍。

腐蚀原因

引起电芯腐蚀必须具备两个短路的通道：一，离子短路通道，即包装铝箔铝层与阳极发生离子短路；二，电子短路通道，即包装铝箔铝层与阳极发生电子短路。这样包装铝箔的铝层就与阳极形成一个短路的回路，阳极即为电芯负极，处于低电势的部分，一旦与铝接触会通过电导率较高的电解液引起电化学反应，导致铝层的不断被消耗。空气中水分会进入电芯内部导致进一步反应产生大量气体。这两种短路是电芯发生腐蚀的必要条件，两者缺一不可。

腐蚀防止

我们知道离子短路和电子短路是发生腐蚀的必要条件，要防止腐蚀就必须弄清楚两种短路形成的原因。我们已经知道了包装铝箔的结构，内部为绝缘PP，PP的一个作用就是绝缘，将电解液环境与铝层隔离，保护铝层，发生离子短路是由于PP发生破损致使电解液渗透将铝层与阳极导通，因此腐蚀均发生在PP破损部位。电子短路必须是有导体在阳极和铝层（PP破损处）间能够导通电子或阳极通过Ni tab直接与铝层短路导通电子。要防止腐蚀的发生就必须杜绝两种短路的存在。在电芯的封装过程中，封边部位的PP受到热压后PP比较容易发生破损，所以会产生比较多的电阻坏品，因此只要发生电子短路，腐蚀必然发生，防止腐蚀，必须先从防止电子短路开始。

阳极通过Ni tab与包装铝箔铝层在顶封部位发生短路，PP绝缘胶失去保护作用，Ni tab与铝层接触，这种情况必然会发生腐蚀。目前Ni tab与包装铝层发生短路主要有两种情况：第一，在顶封过程中两者直接短接：

a.顶封封头槽位与包装铝箔厚度不匹配或封头变形损坏等导致Ni tab顶封时PP变形率

过大，被挤压到严电芯长度方向，Ni tab与铝层导通；

b.顶封夹具、Loading操作失误或顶边宽度设计不够，顶封时封头压偏在Ni tab上，使

Tab顶部PP被挤压流走，发生短路；

c.顶封封头槽位压在Ni tab上或过度压偏导致两者短路；

d.顶封夹具调整不合理或Tab中心矩不合格（尤其焊接返修产品），在loading电芯时为

Ni tab发生扭曲，导致两者在封装过程中短路；

e.Tab 上有毛刺或杂质刺穿Sealant和PP导致两者短路。

第二，在焊接PTC或Fuse过程中，折叠Ni tab两者直接发生短路：

a.顶封后Ni tab上Sealant没有外露或外露长度不够，导致在折叠后Ni tab直接与包

装铝箔截面铝层发生短路；

b.如2×0.5mm Ni tab 比较柔软，由于折叠方法问题导致Ni tab与截面铝层导通（即

使有外露Sealant保护）；451730曾经由于此种原因在客户处发生大量腐蚀，缘由是

由于加工商没有考虑到折叠后对截面的绝缘保护。

以上所列到的原因为实际过程中对腐蚀样品失效分析经验的总结，Ni tab一旦与包装铝箔铝层发生直接短路，电子直接导通，必然会发生腐蚀，毋庸置疑！在生产过程中必须注意对以上所列举的方面的控制，同时在进行腐蚀失效时也需要先从这几个方面入手。其实除阳极通过Ni tab与铝层在顶封部位直接发生短路外，还有另外一种情况就是在电芯内部阳极通过电子导电物质与PP 破损处裸露铝层短路。电子导电物质一般为金属Partical、碳粉或导电剂物质，多发生P1工艺的Model上，因为它的阳极几乎直接暴露在PP破损的两个侧封边部位。P2工艺电芯由于表面有隔离膜包裹住电芯，封边部位阳极没有与铝层接触的可能性，目前位置尚未发现因为电子导电物质引起腐蚀的案例。M6S卷绕工艺电芯由阴极收尾，外面一层为阴极铝箔，隔离膜和阴极铝箔会阻止阳极与铝层接触，但M6S采用的是Overhung的设计方式，阳极要超出阴极1mm，当发生严重错位阳极膜片会在电芯底部或顶部伸出隔离膜而暴露，阳极膜片比较脆碳粉等导电物质易脱落引起短路，383450目前位置有一个电芯为此种短路案例。

刚才介绍了引起电阻坏品及发生腐蚀的诸多原因，引起电芯发生腐蚀最常见的直接因素便是顶封部位Ni tab与包装铝箔铝层发生短接，由于前面所指各种原因导致该部位绝缘胶变薄，不能完全隔断Ni tab与包装铝箔铝层。可以参考下面的示意图：

以上为短接情况的示意图，我们在分析时需要进行切边观察，沿Tab方向切刮掉包装铝箔和Sealant 胶，在高倍率放大镜下观察切边Ni tab和包装铝箔铝层的位置情况，下图a为切面观察无短路情况，图b为切面观察发生短路的情况。可作为参考。

图a 图b

以上的是引起腐蚀的第一种情况，下面为引起腐蚀的第二种情况，Ni tab弯折后与顶部截面铝层发生短接。图ｃ所示Ni tab在铝箔上有明显的印痕，图d将Ni tab弯折后测量发生为短路。

图c 图d

电子短路一旦形成必然会发生腐蚀，因此必须在各过程中控制严防电子短路的发生，工艺、夹具、操作方法规范可避免直接短路的发生，还需要控制电子导电物质的存在，注意顶封前的各工序对隔离膜、阴、阳极、Pocket、Tray、操作台面等partical的预防控制，目前在顶封loading 电芯前采用吸尘方式裸电芯和Pocket进行控制。注意卷绕工艺的膜片错位和膜片脱膜掉碳的控制检查。

电阻坏品防止

任何电阻坏品都有发生腐蚀的潜在可能性，对电阻坏品规格的定义是经验上的总结，被Reject 的电芯需要进行On-hold（待潜在的腐蚀发生），不能正常出货，增加了成本控制和影响到产品的总体优率。我们知道PP破损导致包装铝箔铝层发生裸露才会导致阳极通过电解液与其发生短路。提高电阻优率可降低发生潜在腐蚀的可能性，也能极大地节约成本（ATL目前日产量近300K），因此必须控制电芯在Top sealing、Side sealing和Degassing三个工艺控制PP的意外受损，也可能需要从设计上进行改善。

目前使用的包装铝箔主要有两种：PFR-001-05和 PFR-002-05，两种厚度不同的包装铝箔是因为PP厚度的不同，PFR-001-05 PP的厚度为40um，PFR-005-05的PP厚度为80um，PP越薄越容易发生破损产生电阻坏品，所以普遍来说使用薄Showa的Model电阻优率一般比厚Showa的要低些。PP破损的原因主要归结以下几个方面（包括控制检查方法）：

1.温度过高，封装温度过高，封边Pocket内PP受热辐射影响易被烫伤，产生鼓泡，折边后发生破损。目前对机器温度采用首件测量和On-line monitor的方式进行控制。

2.PP变形率过大，用错Stopper高度的封头或封头磨损、杂质等原因导致封装PP受过度挤压，变形率过大，PP胶堆积在电芯封边内部折边易发生破损。目前采用平行度检查、监控的方式保证封头处于良好状态。

3.封头错位，封头沿宽度方向错位，封装热压时未重合部位直接烫伤PP。目前定期检查封头错位情况。

4.隔离膜划伤，主要表现在P1 Model，该种工艺为叠片方式，隔离膜裸露在电芯两侧，热压封

边周围PP受热辐射影响比较软，隔离膜伸到PP将其划伤，由以CD隔离膜和大电芯最最为严重,CD 隔离膜萃取后变硬，大电芯Pocket中间部位易发生形变。目前一些Model采用在裸电芯两侧贴短条或长条绿较（根据电芯实际情况和电解液渗透）阻止隔离膜外伸，灵活调整Bi-cell折叠方式，隔离膜比较长的一端放入深坑内，同时控制侧封的未封区宽度，避免隔离膜在封装过程中划伤pocket PP层。

5. 绿胶划伤，为防止P1Model隔离膜两侧外露划伤PP，在Bi-cell两端加贴了绿胶，但经常发生由于绿胶的松动而引起绿胶被封装在封边区域或绿胶边缘划伤PP，因此在贴绿胶工序必须贴紧绿胶，同时灵活地变更方式，绿胶端缘（收尾）不能在Bi-cell侧面，尽量上到电芯实体上。

6. Bi-cell错位，对于叠片工艺的P1Model。Bi-cell一旦发生错位，不仅隔离膜可能损伤PP。甚至集流体会严重地划破PP，因此必须在叠片工序控制Bi-cell的错位情况，尽量使用夹具限位。

7.未封区过小，不考虑切边后实际封装宽度的情况下，未封区（封装区域到电芯主体的距离）越大，PP受隔离膜、绿胶等损伤的机率越小。根据切边宽度和有效封装宽度，将P1Model未封区宽度定义在1.0mm比较合适。虽然M6S工艺和P2工艺的电芯两侧没有隔离膜外露，但也应有适当的未封区域，否侧会受到电芯实体的挤压而造成PP拉伸变薄，电阻会明显降低。

8.电解液影响，电解液是作为导体连接阳极和铝层造成电阻坏品，电解液越少，造成电阻坏品的机率和比例也会越低，电解液越多，电阻坏品也会相应的增加，曾经M6S 383450和P1 451730 等曾经出现过。所以需要对各Model电解液的使用系数进行优化。目前所用的系数不是最优化的条件，由以M6S Model最为严重。

9.Forming 折烫边的影响，在Forming工序共有两种折边方式：单折和双折，电芯厚度比较薄一般低于3.2mm，为保证折边不超厚和有效封装宽度，一般采用双折边方式，其余情况下单折就可以满足正常要求。单折边机器有切、折、烫功能，必须调整好机器加热块的距离，不可过度挤压电芯实体，以免造成封边部位PP的破损，需要对距离进行优化调节；采用双折边工艺的电芯采用的都是薄的包装铝箔，PP厚度只有40um，更加容易破损，所以必须优化调节好滚论的间隙和高度，防止实体封边受到过度挤压造成电阻坏品，对于双折边由于调节不宕，这种情况经常出现并且电阻优率非常低。

产生电阻坏品必是由于某处ＰＰ受损导致铝层裸露，众多原因可以归结为两种情况，一是PP 被划伤，一是封边内堆积PP发生断裂破损。两种情况可参考下面图片：

这里介绍一种检查PP绝缘不良部位即破损部位的方法，采用电镀的方法。具体操作方法为：①成型品或做成袋子形状，里面灌入硫酸铜20%水的液体；

② 6V的电源，阳极放入液体中，阴极与包装膜的铝层接触；

③通电20分钟-60分钟；

④根据铜的表面析出，可找到绝缘不良处。

实施方法可以参考下面模拟图：

成品电芯模拟图

Pocket模拟图

通电反应到一定时间后，会发现在包装铝箔的某些部位有金属铜析出，该部位即为绝缘不良部位，亦PP破损的部位。金属铜析出的情况如图所示：

原始图放大图

这里介绍一下电阻和腐蚀失效样品的分析方法：

对于电阻坏品，可以采用分别将每一个折边摊平测量Ni tab与铝层电阻的方法，假设单独摊平Degassing边电阻数据没有变化，而单独摊平Side sealing边电阻数据变大，说明电阻坏品是由于Side sealing边PP的破损造成，需要拆开电芯检查Side sealing 边是何种原因造成，再加

以改正预防。若摊平两边电阻都没有增大，可以检查顶封封边和切面，同时必须要检查两侧封边是否已经发生严重破损，必要的话检查一下Pocket各部位PP的情况。具体可参考附件的电阻坏品改进分析报告。

对于腐蚀样品，需要先测量Ni tab与包装铝箔铝层间的电阻，在调整万用表档位情况下，电阻若只有几Mohm甚至几Ohm，所明阳极与包装铝箔发生了直接的短路，可观察顶封Ni tab位的封装外观，是否发生压Tab或压槽位或Tab折叠位置等发生异常，并且可以对Ni tab封装部位作横切面分析，在×700显微镜下观察Ni tab与铝层的情况，电阻很低时，一般这两者必定发生了短接，在某点或某个部位PP、Sealant绝缘胶失去保护作用，在这里形成了电子短路；然后再拆开电芯找出腐蚀部位PP的破损证据，即离子短路的证据，找到了离子短路和电阻短路的证据，分析产生的原因加以控制。也可以采用测量Al tab和包装铝箔铝层的电压反应Ni tab与铝层短路的情况，若两Tab间电压为3.8V，而Al tab和铝层的电压在3.0V以上则说明阳极必定与铝层发生了直接短路。还有另外一种情况就是电阻测试没有显示数据很小或显示负数（说明Pocket已经带电），这种情况一般是没有发生硬性的短路，需要拆开电芯先找到腐蚀区域PP破损部位及形成原因（离子通道），同时观察是否有电子导电物质形成电子通道，如阳极是否暴、是否错位严重、是否有碳粉等杂质，也可以对顶封Ni tab部位有无发生轻微短接。不论哪种情况，进行腐蚀分析必须找到离子通道和电子通道。在附属报告里面会附上一份腐蚀分析报告的范本。

金属的电化学腐蚀与防腐

金属的电化学腐蚀与防腐 李泽升 宁夏大学资源环境学院 12级环境科学1班 摘要：腐蚀现象都是由于金属与一种电解质（水溶液或熔盐）接触，因此有可能在金属／电解质界面发生阳极溶解过程（氧化）。这时如果界面上有相应的阴极还原过程配合，则电解质起离子导体的作用，金属本身则为电子导体，因此就构成了一种自发电池，使金属的阳极溶解持续进行，产生腐蚀现象。 关键词：电化学腐蚀原理晶间腐蚀均匀腐蚀应力腐蚀防护与应用镀层阳极保护 一、引言 随着社会生产力的发展，人民生活水平的提高，金属的使用在日常生活中应用的越来越普遍，由金属腐蚀所带来的损失也越来越严重，这样研究金属的腐蚀与防护便显得非常的重要，本论文主要综合讲述了金属的电化学腐蚀的基本原理和分类，以及讨论了有关现实生产生活中具体的防护措施，以更好的指导现实实践。 二、电化学腐蚀原理 金属表面由于外界介质的化学或电化学作用而造成的变质及损坏的现象或过程称为腐蚀。介质中被还原物质的粒子在与金属表面碰撞时取得金属原子的价电子而被还原，与失去价电子的被氧化的金属“就地”形成腐蚀产物覆盖在金属表面上，这样一种腐蚀过程称为化学腐蚀。由于金属是电子的良导体，如果介质是离子导体的话，金属被氧化与介质中被还原的物质获得电子这两个过程可以同时在金属表面的不同部位进行。金属被氧化成为正价离子（包括配合离子）进入介质或成为难溶化合物（一般是金属的氧化物或含水氧化物或金属盐）留在金属表面。这个过程是一个电极反应过程，叫做阳极反应过程。被氧化的金属所失去的电子通过作为电子良导体的金属材料本身流向金属表面的另一部位，在那里由介质中被还原的物质所接受，使它的价态降低，这是阴极反应过程。在金属腐蚀学中，习惯地把介质中接受金属材料中的电子而被还原的物质叫做去极化剂。经

胶粘剂的基础知识

胶粘剂的定义和历史 定义：胶粘剂又称粘合剂，简称胶（bonding agent, adhesive），是使物体与另一物体紧密连接为一体的非金属媒介材料。在两个被粘物面之间胶粘剂只占很薄的一层体积，但使用胶粘剂完成胶接施工之后，所得胶接件在机械性能和物理化学性能方面，能满足实际需要的各项要求。能有效的将物料粘结在一起。 历史：考古学证据显示粘合剂的应用历史已经超过6000多年，我们可以看到在博物馆里展出的许多物体在经 过3000多年后依然由粘合剂固定在一起。进入20世纪，人类发明了应用高分子化学和石油化学制造的“合成粘结剂”，其种类繁多，粘结力强。产量也有了飞跃发展。 胶粘剂的应用和分类 应用：电子，汽车，工业，化工，建筑业等各个领域都有用到胶粘剂。 分类：胶粘剂种类繁多，组分各异，有不同的分类方法。 1 按化学类型分类 无机胶粘剂（sauereisen的高温水泥） 有机胶粘剂：分为天然胶粘剂和合成胶粘剂 合成胶粘剂按化学成分主要分为：Epoxy, PU, Silicone, Acrylic, etc. 2 按物理形态分类 水基型：基料分散于水中形成水溶液或乳液，水挥发而固化。 溶液型：基料在可挥发溶剂中配成一定黏度的溶液，靠溶剂挥发而固化。 膏状和糊状：基料在可挥发溶剂中配成高黏度的胶粘剂，用于密封和嵌缝。 固体型：把热塑性合成树脂制成粒状或块状，加热熔融，冷却时固化。 膜状：将胶粘剂涂于基材上，呈薄膜状胶带 3 按固化方式分类 热固化：通过加热的方式使粘合剂发生聚合反应而固化，温度和时间根据不同的产品有很大区别。 湿气固化：与空气中的水汽发生聚合反应达到固化。 UV固化：光引发剂紫外光照射下，形成自由基或阳离子从而引发粘合剂的聚合反应而固化。厌氧固化：在隔绝空气的条件下，发生自由基聚合反应，空气存在会阻碍聚合反应。 催化固化：在催化剂作用下使粘合剂发生聚合反应达到固化。 4 按工艺分类 粘合剂（Adhesive）：特殊有导电胶，导热胶，芯片的粘结。 密封剂（Sealant） 灌封胶（Potting & Encapsulation） 敷形涂敷（Conformal Coating） 底部填充胶（Underfill） 顶部包封（Glob Top） 5 按受力情况 （1）结构胶（2）非结构胶 常见胶粘剂的固化机理 1 环氧树脂（Epoxy） 固化机理：固化剂分两类：胺类及其衍生物，和酸酐类。 其中胺类固化剂是与高分子链中的环氧基发生开还聚合反应，酸酐类固化剂是与高分子链上的羟基发生酯化反应，最终都是形成三维网状结构。 常见的环氧树脂是：双酚A型最典型，线型甲酚型，酚醛环氧树脂等。

硫化氢腐蚀的机理及影响因素..

硫化氢腐蚀的机理及影响因素 作者：安全管理网来源：安全管理网 1. H2S腐蚀机理 自20世纪50年代以来，含有H2S气体的油气田中，钢在H2S介质中的腐蚀破坏现象即被看成开发过程中的重大安全隐患，各国学者为此进行了大量的研究工作。虽然现已普遍承认H2S不仅对钢材具有很强的腐蚀性，而且H2S本身还是一种很强的渗氢介质，H2S腐蚀破裂是由氢引起的；但是，关于H2S促进渗氢过程的机制，氢在钢中存在的状态、运行过程以及氢脆本质等至今看法仍不统一。关于这方面的文献资料虽然不少，但以假说推论占多，而真正的试验依据却仍显不足。 因此，在开发含H2S酸性油气田过程中，为了防止H2S腐蚀，了解H2S腐蚀的基本机理是非常必要的。 (1) 硫化氢电化学腐蚀过程 硫化氢(H2S)的相对分子质量为34.08，密度为1.539kg/m3。硫化氢在水中的溶解度随着温度升高而降低。在760mmHg，30℃时，硫化氢在水中的饱和浓度大约3580mg/L。 1

在油气工业中，含H2S溶液中钢材的各种腐蚀(包括硫化氢腐蚀、应力腐蚀开裂、氢致开裂)已引起了足够重视，并展开了众多的研究。其中包括Armstrong和Henderson对电极反应分两步进行的理论描述；Keddamt等提出的H2S04中铁溶解的反应模型；Bai和Conway对一种产物到另一种产物进行的还原反应机理进行了系统的研究。研究表明，阳极反应是铁作为离子铁进入溶液的，而阴极反应，特别是无氧环境中的阴极反应是源于H2S中的H+的还原反应。总的腐蚀速率随着pH的降低而增加，这归于金属表面硫化铁活性的不同而产生。Sardisco，Wright和Greco研究了30℃时H2S-C02-H20系统中碳钢的腐蚀，结果表明，在H2S分压低于0.1Pa时，金属表面会形成包括FeS2，FeS，Fe1-X S在内的具有保护性的硫化物膜。然而，当H2S分压介于0.1～4Pa时，会形成以Fe1-X S为主的包括FeS，FeS2在内的非保护性膜。此时，腐蚀速率随H2S浓度的增加而迅速增长，同时腐蚀速率也表现出随pH降低而上升的趋势。Sardisco和Pitts发现，在pH处于6.5～8.8时，表面只形成了非保护性的Fe1-X S；当pH处于4～6.3时，观察到有FeS2，FeS，Fe1-X S形成。而FeS保护膜形成之前，首先是形成Fe S1-X；因此，即使在低H2S浓度下，当pH在3～5时，在铁刚浸入溶液的初期，H2S也只起加速腐蚀的作用，而非抑制作用。只有在电极浸入溶液足够长的时间后，随着FeS1-X逐渐转变为FeS2和FeS，抑制腐蚀的效果才表现出来。根据Hausler等人的研究结果，尽管界面反应的重 2

金属材料的电化学腐蚀与防护

金属材料的电化学腐蚀与防护 一、实验目的 1.了解金属电化学腐蚀的基本原理。 2.了解防止金属腐蚀的基本原理和常用方法。 二、实验原理 1．金属的电化学腐蚀类型 (1)微电池腐蚀 ①差异充气腐蚀 同一种金属在中性条件下，如果不同部位溶解氧气浓度不同，则氧气浓度较小的部位作为腐蚀电池的阳极，金属失去电子受到腐蚀；而氧气浓度较大的部位作为阴极，氧气得电子生成氢氧根离子。如果也有K3[Fe(CN)6]和酚酞存在，则阳极金属亚铁离子进一步与K3[Fe(CN)6]反应，生成蓝色的Fe3[Fe(CN)6]2沉淀；在阴极，由于氢氧根离子的不断生成使得酚酞变红（亦属于吸氧腐蚀）。两极反应式如下： 阳极(氧气浓度小的部位)反应式： Fe = Fe2＋＋2e－ 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) 阴极(氧气浓度大的部位)反应式： O2＋2H2O ＋4e－= 4OH－ ②析氢腐蚀 金属铁浸在含有K3[Fe(CN)6]2的盐酸溶液中，铁作为阳极失去电子，受腐蚀，杂质作为阴极，在其表面H＋得电子被还原析出氢气。两极反应式为： 阳极：Fe = Fe2＋＋2e－ 阴极：2H＋+2e－= H2↑ 在其中加入K3[Fe(CN)6]，则阳极附近的Fe2＋进一步反应： 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) （2）宏电池腐蚀 ①金属铁和铜直接接触，置于含有NaCl、K3[Fe(CN)6]、酚酞的混合溶液里，由于?O(Fe2＋/Fe)< ?O（Cu2＋/Cu），两者构成了宏电池，铁作为阳极，失去电子受到腐蚀（属于吸氧腐蚀）。两极的电极反应式分别如下： 阳极反应式： Fe = Fe2＋＋2e－ 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) 阴极(铜表面)反应式： O2＋2H2O ＋4e－= 4OH－ 在阴极由于有OH－生成，使c(OH－)增大，所以酚酞变红。

金属腐蚀研究报告方法

金属腐蚀研究方法 院（系）：材料科学与工程学院专业班级：金材1101班 学生姓名：卢阳 学号：9 完成日期：2014年11月16日

金属腐蚀研究方法 ——缝隙腐蚀的研究 缝隙腐蚀是在电解质溶液(特别是含有卤族离子的介质)中，在金属与金属或金属与非金属表面之间狭窄的缝隙内，溶液的移动受到阻滞，当缝隙内溶液中的氧耗竭后，氯离子从缝隙外向缝隙内迁移，金属氯化物的水解酸化过程发生，导致钝化膜的破裂而产生与自催化点腐蚀相类似的局部腐蚀。缝隙腐蚀现象非常普遍，对一些耐蚀金属材料的危害尤其明显[1]。 1、缝隙腐蚀的机理[2] 缝隙腐蚀可分为初期阶段和后期阶段。在初期阶段，发生金属的溶解和阴极的氧还原为氢氧离子的反应： 阳极：M→M++e 阴极：O2+2H2O+4e→4OH- 阳极阴极此时金属和溶液之间电荷是守恒的，金属溶解产生的电子立即被氧还原消耗掉。在经过一段时间后，缝内的氧消耗完后，氧的还原反应不再进行。这时缝内缺氧，缝外富氧，形成了氧浓差电池，金属M在缝内继续溶解，缝内溶液中M+过剩，为了保持电荷平衡，缝隙外部迁移性大的阴离子（如氯离子）迁移到缝内，同时阴极过程转到缝外。缝内已形成金属的盐类(包括氯化物和硫酸盐)发生水解： M+CI+H2O→MOH↓+H+CI- 结果使缝内pH值下降，可达2至3，这就促使缝内金属溶解速度增加，相应缝外邻近表面的阴极过程，即氧的还原速度也增加，使外部表面得到阴极保护，而加速了缝内金属的腐蚀。 而Myer等人认为，至少还有氢离子、中性盐和缓蚀剂的浓差电池存在于缝隙腐蚀过程中，Brown以水解后局部酸化引起局部腐蚀的依据，提出了闭塞腐蚀电池（occluded corrosion cell）的概念。另外，Fontana和Rosefeld等人，指出了蚀孔或缝隙闭塞电池的自催化理论。 缝内外溶液的对流和扩散受阻，导致闭塞区贫氧，缝隙外仍然富氧，造成的氧浓差电池使缝隙内金属的电位低于缝隙外金属的电位，pH值的降低以及H+和Cl-的作用（HCl）使金属处于活化状态，促进闭塞区内金属的溶解，形成二次腐蚀产物Fe(OH)3在缝口，造成正电荷过剩，Cl-迁入。而氯化物在水中发生水解，使缝隙内介质（H+离浓度增加）酸化，pH值下降，因此，加速了阳极的溶解。阳极的加速溶解，又引起更多的Cl-离子迁入，氯化物浓度又增加，氯化物的水解又使介质进一步酸化，如此反复循环，形成了一个闭塞电池内的自催化效应。 2、缝隙腐蚀试验方法 在相对闭塞的狭小缝隙中存留的溶液容量甚微，因此必须设计一些特殊的研究方法

微生物电活性及其腐蚀影响机理研究

微生物电活性及其腐蚀影响机理研究 微生物与金属间的氧化还原反应其本质上是由微生物代谢活动引起的金属与微生物间的电子传递。微生物具有电活性与否将对腐蚀过程产生重大的影响。 因此研究微生物电活性及其对腐蚀的影响,对深入认识金属的微生物腐蚀,探索防腐蚀策略具有重要意义。本文在研究大肠埃希氏菌和荧光假单胞菌电活性的基础上,利用电化学方法、表面分析技术和微生物学方法,对再生水中微生物电活性对碳钢腐蚀影响机理进行了研究。 主要得出如下结论:（1）采用循环伏安法研究了大肠埃希氏菌和荧光假单胞菌的微生物电活性,结果表明,大肠埃希氏菌在培养基和PBS缓冲液中未表现出电活性,荧光假单胞菌出现还原峰,可能是由于其分泌的黄色色素引起的。大肠埃希氏菌和荧光假单胞菌在厌氧状态下电活性无明显变化。 大肠埃希氏菌和荧光假单胞菌都可以利用AQS作为电子穿梭体进行胞外电子传递,10ppm浓度下可逆性较好。同浓度AQS下,微生物浓度越大,电位越正,电子转移速率越快。 （2）以AQS为电子穿梭体,研究了大肠埃希氏菌电活性对碳钢的腐蚀影响机理。结果表明,AQS进一步抑制了大肠埃希氏菌对碳钢的腐蚀,平均腐蚀速率降低了17.24%。 大肠埃希氏菌代谢产生的电子在AQS作用下促进了Fe OOH向Fe3O4转化,加速腐蚀层分层,由Fe3O4和菌体组成致密的腐蚀内层阻隔了DO扩 散,Fe²⁺在腐蚀内层附近起到了替代阳极的作用。（3）以AQS为电子穿梭体,研究了荧光假单胞菌电活性对碳钢的腐蚀影响机理。 结果表明,AQS进一步促进了荧光假单胞菌对碳钢的腐蚀,平均腐蚀速率升

高了23%。AQS对荧光假单胞菌有较强的生物毒性,同时,荧光假单胞菌自身分泌的铁载体可与铁离子螯合,减少了Fe²⁺数量,降低了Fe3O4的含量,使由Fe3O4和菌体组成的腐蚀内层不够致密,并减弱了Fe²⁺的阳极替代作用。

航空材料与腐蚀防护讲义 (腐蚀与防护部分)

第一章绪论 1.1 材料腐蚀的基本概念 腐蚀是一种自发过程。 腐蚀是由于环境作用引起的材料的破坏和变质。 从这个定义可以看出，材料（或结构）是否会发生腐蚀破坏，既取决于材料本身的性质，也与环境有关。 导致材料发生腐蚀的环境因素构成了腐蚀环境。腐蚀环境包括总体环境（大气环境）和工作环境。 随着非金属材料（塑料、橡胶，以及树脂基复合材料等）越来越多地用作工程材料，非金属材料的环境破坏现象也越来越引起人们的重视。因此，腐蚀科学家们主张把腐蚀的定义扩展到所有材料（金属和非金属材料）。 环境因素可以是机械的、物理的或化学的。如载荷造成的断裂和磨损，光和热造成的老化，氧化剂造成的氧化等。从这个意义来说，所有的材料破坏都可认为是腐蚀。这是腐蚀的广义概念。 但由机械的或物理的因素造成的材料或结构破坏，以及某些材料的老化等破坏形式，有专门的研究方法。所以通常所说的腐蚀是指由于环境因素与材料之间发生化学反应造成的破坏。这是腐蚀的狭义概念。 本课程中将主要介绍金属材料由于环境中化学因素造成的腐蚀及其控制。 1.2 研究材料腐蚀的重要性 材料腐蚀问题遍及国民经济的各个领域。从日常生活到交通运输、机械、化工、冶金，从尖端科学技术到国防工业，凡是使用材料的地方，都不同程度地存在着腐蚀问题。腐蚀给社会带来巨大的经济损失，造成了灾难性事故，耗竭了宝贵的资源与能源，污染了环境，阻碍了高科技的正常发展。 一、腐蚀给国民经济带来巨大损失 以金属材料为例，每年由于腐蚀而造成的经济损失约占国民经济生产总值的2%~4%（表1.1）。这些损失中包含了腐蚀的直接损失和间接损失，包括了浪费的材料和能源、腐蚀引起的原材料或产品的流失或污染、因腐蚀失效而损失的设备和结构、腐蚀降低设备性能造成的损失、因腐蚀造成的误工停产、因腐蚀导致的维修费用、控制腐蚀带来的费用，和因腐蚀造成的毒害物质泄漏所污染环境的治理费用等等。 表1.1 腐蚀造成经济损失的统计数据 国家统计年份腐蚀造成的经济损失占当年国民生产总值的百分比 美国1975 700亿美元 4.2% 1982 1260亿美元-

极化曲线在电化学腐蚀中的应用

极化曲线在电化学腐蚀中的应用 娄浩 (班级：材料化学13-1 学号：120133202059) 关键词：电化学腐蚀；极化；极化曲线；极化腐蚀图 据工业发达国家统计，每年由于腐蚀造成的损失约占国民生产总值的l～4％，世界钢铁年产量约有十分之一因腐蚀而报废，因此研究金属腐蚀对于国民经济发展和能源的合理利用具有重大意义。其中电化学腐蚀是金属腐蚀的一种最普遍的形式。论文分析了电化学腐蚀的机理以及极化曲线的理论基础。利用测量极化曲线的方法，研究金属腐蚀过程，已经得到广泛的应用。 1.金属腐蚀的电化学原理 金属腐蚀学是研究金属材料在其周围环境作用下发生破坏以及如何减缓或防止这种破坏的一门科学[1]。通常把金属腐蚀定义为：金属与周围环境(介质)之间发生化学或电化学而引起的破坏或变质。所以，可将腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀[2]。 化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。其反应的特点是金属表面的原子与非电解质中的氧化剂直接发生氧化还原反应，形成腐蚀产物[3]。腐蚀过程中电子的传递是在金属与氧化剂之间直接进行的，因而没有电流产生。 电化学腐蚀是指金属表面与电子导电的介质(电解质)发生电化学反应而引起的破坏。任何以电化学机理进行的腐蚀反应至少包含有一个阳极反应和一个阴极反应，并以流过金属内部的电子流和介质中的离子流形成回路[4]。阳极反应是氧化过程，即金属离子从金属转移到介质中并放出电子；阴极反应为还原过程，即介质中的氧化剂组分吸收来自阳极的电子的过程。例如，碳钢[5]在酸中腐蚀，在阳极区Fe被氧化成Fe2+所放出的电子自阳极Fe流至钢表面的阴极区(如Fe3C)上，与H+作用而还原成氢气，即 阳极反应：Fe - 2e →Fe2+ 阴极反应：2H+ + 2e →H2 总反应：Fe + 2H+ →Fe2+ + H2 与化学腐蚀不同，电化学腐蚀的特点在于，它的腐蚀历程可分为两个相对独立并可

土壤中的微生物腐蚀与防护

微生物腐蚀与防护 摘要：本文概括介绍了微生物腐蚀的常见菌种，如硫酸盐还原菌、铁细菌等，其中主要介绍了硫酸盐还原菌的腐蚀机理。针对微生物腐蚀，目前国内外的防腐技术分为物理方法、化学方法和生物方法，文章对主要的防腐技术进行了介绍。 关键词：微生物腐蚀硫酸盐还原菌防腐技术 Abstract: This paper presents the bacteria species involved in micro-biologically influenced corrosion, such assulfate-reducingbacteria and iron bacteria.The corrosion mechanisms by sulfate-reducing bacteria (SRB) was mainlyreviewed.Anti-corrosion techniques,including physical method,chemical method and biological method, were also introduced in thispaper. Keywords: Micro-biologically influenced corrosion; sulfate-reducing bacteria; anti-corrosion technique 1.前言 微生物腐蚀(Micro-biologically Influenced Corrosion，简称MIC)是指微生物引起的腐蚀或受微生物影响的腐蚀。其本质是微生物新陈代谢的产物通过影响腐蚀反应的阴极过程或阳极过程，从而影响腐蚀速率和类型。为了找到针对 MIC 的既环保又有效的防腐措施，必须首先了解腐蚀微生物的种类及作用机理，了解当今国内外防腐技术的研究现状。

金属腐蚀原理

3.3 金属腐蚀原理 3.3.1概述 从腐蚀的定义及分类，我们知道腐蚀主要是化学过程，我们可以把腐蚀过程分为两种可能的主要机理-----化学机理和电化学机理. 化学腐蚀是根据化学的多相反应机理，金属表面的原子直接与反应物（如氧﹑水﹑酸）的分子相互作用。金属的氧化和氧化剂的还原是同时发生的，电子从金属原子直接转移到接受体，而不是在时间或空间上分开独立进行的共轭电化学反应。 金属和不导电的液体（非电解质）或干燥气体相互作用是化学腐蚀的实例。最主要的化学腐蚀形式是气体腐蚀，也就是金属的氧化过程（与氧的化学反应），或者是金属与活性气态介质（如二氧化硫﹑硫化氢﹑卤素﹑蒸汽和二氧化碳等）在高温下的化学作用。 电化学腐蚀是最常见的腐蚀，金属腐蚀中的绝大部分均属于电化学腐蚀。如在自然条件下（如海水、土壤、地下水、潮湿大气、酸雨等）对金属的腐蚀通常是电化学腐蚀。 图3－11 铁的电化学腐蚀模型电化学腐蚀机理与纯化学腐蚀机理 的基本区别是：电化学腐蚀时，介质与金属的相互作用被分为两个独立的共轭反应。阳极过程是金属原子直接转移到溶液中，形成水合金属离子或溶剂化金属离子；另一个共轭的阴极过程是留在金属内

的过量 电子被溶液中的电子接受体或去极化剂接受而发生还原反应。左图即是铁的电化学腐蚀模型。（点击放大播放flash) 3.3.2金属腐蚀的电化学概念 1.电极反应及电极 相：由化学性质和物理性质一致的物质组成的、与系统的其他部分之间有界面隔开的集合叫做相。 电极系统：如果系统由两个相组成，一个相是电子导体（叫电子导体相），另一个相是离子导体（叫离子导体相),且通过它们互相接触的界面上有电荷在这两个相之间转移，这个系统就叫电极系统。 将一块金属（比如铜）浸在清除了氧的硫酸铜水溶液中，就构成了一个电极系统。在两相界面上就会发生下述物质变化： Cu (M)→Cu 2+(sol)+2e (M) 这个反应就叫电极反应，也就是说在电极系统中伴随着两个非同类导体相(Cu 和CuSO 4溶液）之间的电荷转移而在两相界面上发生的 化学反应，称为电极反应。这时将Cu 称为铜电极。 同样我们将一块金属放入某种离子导体相中，也会发生类似的电极反应：

腐蚀机理

混凝土盐渍土腐蚀机理及影响因素 [摘要]通过对盐渍土地区混凝土腐蚀的机理分析, 指出了西部盐渍区富含的硫酸盐是造成混凝土物耐久性差的主要原因; 并详细阐述了国内外关于混凝土硫酸盐侵蚀影响因素的现状研究。 [关键词]盐渍土耐久性硫酸盐侵蚀 盐渍土就是指含盐分较高的土壤, 一般超过3% 的盐含量就可归结到盐渍 土的范围。我国西部地区盐渍土分布广泛, 新疆、青海、西藏、甘肃、宁夏以及内蒙古等地均有大面积的盐渍区。我国正在实施西部大开发战略, 因此大量基础设施就要建于盐渍土之上。以往的资料和调查表明, 一些道路、桥梁、建筑物、地下管道乃至电线杆等, 仅使用几年就遭受严重的腐蚀破坏, 不得不进行工程修复, 造成巨大经济损失。因此, 研究抗腐蚀混凝土在盐渍地区的耐久性问题, 具有非常重要的现实意义和深远的社会影响。 1、盐渍土对混凝土结构的腐蚀机理 盐渍土含盐量及含盐种类有很大差别, 其腐蚀性也有差异。氯盐主要腐蚀混凝土中的钢筋从而引起结构破坏; 硫酸盐主要是通过物理、化学作用破坏水泥水化产物, 使混凝土分化、脱落和丧失强度。1. 1 硫酸盐的化学腐蚀机理实际上硫酸盐侵蚀是一个比较复杂的过程。硫酸盐侵蚀引起的危害性包括混凝土的整体开裂和膨胀以及水泥浆体的软化和分解。不同的Ca、N a、K、M g 和Fe 的阳离子会产生不同的侵蚀机理和破坏原因, 如硫酸钠和硫酸镁的侵蚀机理就截然不同。1) 硫酸钠侵蚀首先是N a2SO 4 和水泥水化产物Ca (OH) 2 的反应, 生成的石膏(CaSO4·2H2O ) , 再与单硫型硫铝酸钙和含铝的胶体反应生成次生的钙矾石, 由于钙矾石具有膨胀性, 所以钙矾石膨胀破坏的特点是混凝土试件表面出现少数较粗大的裂缝。当侵蚀溶液中SO 2-4 浓度大于1000mg?L 时, 水泥石的毛细孔若为饱和石灰溶液所填充, 不仅有钙矾石生成, 而且在水泥石内部还会有二水石膏结晶析出。从氢氧化钙转变为石膏, 体积增大为原来的两倍, 使混凝土因内应力过大而导致膨胀破坏。石膏膨胀破坏的特点是试件没有粗大裂纹但遍体溃散。B iczok 认为: 侵蚀溶液浓度改变, 反应机理也发生变化。以N a2SO 4 侵蚀为例, 低SO 2-4 浓度(< 1000mg?L SO 2-4 ) , 反应产物主要是钙矾石; 而在高浓度下(> 8000mg?L SO 2-4 ) , 主要产物是石膏; 在中等程度浓度下(1000mg? L～8000mg?L SO 2-4 ) , 钙矾石和石膏同时生成。在M gSO4 侵蚀情况下, 在低SO 2-4 浓度(< 4000mg?L SO 2-4 ) , 反应产物主要是钙矾石; 在中等程度浓度下(4000mg? L～7500mg?L SO 2-4 ) , 钙矾石和石膏同时生成; 而在高浓度下(> 7500mg?L SO 2-4 ) , 镁离子腐蚀占主导地位。2) 硫酸镁与水化水泥产物的反应方程式如下:Ca (OH) 2+ M gSO4+ 2H2O→CaSO4·2H2O + M g (OH) 2 (3)硫酸镁侵蚀首先发生上式的反应, 然而上式生成的M g(OH) 2 与N aOH 不同, 它的溶解度很低(0. 01g?L , 而Ca (OH ) 2是1. 37g?L ) , 饱和溶液的PH 值是10. 5 (Ca (OH) 2 是12. 4,N aOH是13. 5) , 在此PH 值下钙矾石和C- S- H 均不稳定, 低的PH 值环境将产生以下结果: (1) 次生钙矾石不能生

锂离子电池容量衰减机理和界面反应研究

Capacity Fade Mechanisms and Side Reactions in Lithium-Ion Batteries Pankaj Arorat and Ralph E. White Center For Electrochemical Engineering, Department of Chemical Engineering, University of South Carolina,Columbia, South Carolina 29208, USA ABSTRACT The capacity of a lithium-ion battery decreases during cycling. This capacity loss or fade occurs due to several different mechanisms which are due to or are associated with unwanted side reactions that occur in these batteries. These reactions occur during overcharge or overdischarge and cause electrolyte decomposition, passive film formation, active material dissolution, and other phenomena. These capacity loss mechanisms are not included in the present lithium-ion battery mathematical models available in the open literature. Consequently, these models cannot be used to predict cell performance during cycling and under abuse conditions. This article presents a review of the current literature on capacity fade mechanisms and attempts to describe the information needed and the directions that may be taken to include these mechanisms in advanced lithium-ion battery models。锂离子电池容量衰减机 理和界面反应研究 作者：Pankaj Arorat and Ralph E. White 美国，南卡罗来纳29208，哥伦比亚，南卡罗来纳州大学，化工学院化工系 摘要 锂电池在循环过程中，其容量会逐渐衰减。而出现容量衰减主要归因于几个不同的机理，这些机理大多与电池内部的界面反应相关，这些反应持续性的发生在电池的充放电环节，并且引起电解液的分解、钝化膜的形成、活性材料的溶解等其它现象。关于容量衰减的机理在目前公开的锂离子电池数学模型的文献中并未加以阐述，因此在锂电池循环过程中和处于苛刻的条件下，我们无法通过模型来对锂电池的性能作出有效的预测。本篇文章将陈述容量衰减的机理，并且试着去解释其本质，为构建先进的锂电池模型指明方向。 lntroduction The typical lithium-ion cell(Fig. 1) is made up of a coke or graphite negative electrode, an electrolyte which serves as an ionic path between electrodes and separates the two materials, and a metal oxide (such as LiCoO2, LiMn2O4, or LiNiO2) positive electrode. This secondary (rechargeable) lithium-ion cell has been commercialized only 概论 传统的锂电池由碳或石墨负极材料、作为电极间的离子传输通道的电解液、金属氧化物（例如LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2）正极材料三部分组成，这种二次（可充电）电池已经商业化。依照这种原理制作的锂电池已

点蚀腐蚀机理

点蚀的理论模型 M M e +→+ 22244O H O e OH -++→ 点蚀研究方法： 1) 电化学方法 2) 氯化铁试验法： 试验溶液为10%FeCl ·6H2O 溶液，其中稍许加入1/20NHCl 溶液以进行酸化，根据试样的孔蚀数量、大小、深度或是重量的改变来评定。 2 应力腐蚀测试方法 1) 四点弯曲法： δ=12Ety/（3L 2-4A 2） L ：外侧支点间的距离； A ：内外支点间的距离。 2) C 形环法 Δ=d 0-d 外径=δπD 2/4EtZ ； 3) WOL 试样 3/2(3.46 2.38)I Pa H K BH a =+ Δ应力加载前后的外径变化，δ应力值，t 厚度，D 平均直径，Z 修正项，E 弹性系数。 环境脆化机理主要包括活性通道腐蚀机理（APC ）和氢脆开裂（HE ）。不足处是没有与裂纹内溶液化学性质的研究结合起来。 不锈钢的开裂主要理论有： 1) 吸附理论 B 原子吸附于裂纹尖端，造成A-A0之间的结合力下降和破坏。这个理论能很好的解释SC C 对环境物质的依赖关系以及很好的解释缓蚀剂的作用。 2) 电化学理论 应力腐蚀开裂是一种因金属表面阳极溶解而产生的现象，应力有加速阳极溶解的作用。 3) 膜破裂理论 应力作用导致膜破裂形成新鲜表面，促进阳极溶解。 4) 隧道腐蚀理论 腐蚀从(111)面上生成的蚀孔底部和缝隙部分开始发展，与此同时，在应力的作用下产生塑性破裂，左右隧道相互连接，在应力作用下产生塑性破裂，左右隧道相互连接，最后造成断裂。 5) 腐蚀产物楔入理论 裂纹内产生的腐蚀产物的楔入作用造成裂纹的扩展。 6) 氢脆理论 奥氏体主要是阳极溶解，但是马氏体容易形成氢脆。在裂纹尖端有与阳极反应相应的阴极反应，所生成的氢进入钢中。

锂离子电池充放电机理的探索

锂离子电池充放电机理的探索 及“锂亚原子”模型的建立 贵州航天电源科技有限公司张忠林杨玉光 摘要：锂离子电池的研究和发展一直都是以“摇椅理论”为指导，由于受该理论的影响，很多现象很难用传统的电化学理论进行解释。作者在生产实践中通过对一些现象的观察，并做了大量的试验和研究，提出“锂亚原子”的模型，并在此模型的基础上，对锂离子电池的充放电反应机理和一些现象用电化学理论进行了解释。 主题词：锂离子电池、反应机理、锂亚原子 一、前言 锂离子电池是在锂金属电池基础上发展起来的。由于锂金属电池在充放电时出现锂枝晶，刺破隔膜造成短路，出现爆炸等现象，这一问题长期困扰锂金属电池的发展，目前仍很难投入到民用市场。锂离子电池研究始于20世纪80年代，1991年首先由日本索尼公司推出了批量民用产品，由于其具有比能量高、体积小、重量轻、工作电压高、无记忆效应、无污染、自放电小等优点，受到市场欢迎，并迅速占领市场，广泛用于移动通讯、笔记本电脑、移动DVD、摄像机、数码相机、蓝牙耳机等便携式电子产品。目前主要产地集中在日本、中国和韩国，预计2004年全球需求量将达到10亿只。 由于锂离子电池从开始研究到现在才20多年时间，真正投入应用也只有十多年的时间，基础理论的研究还不是十分成熟，对锂离子电池的生产和发展很难起到全面指导作用，特别是对电池充放电反应机理的认识还存在很大分歧，有些现象用目前的理论和机理还很难解释。本文对锂离子电池充放电反应机理提出了一些看法，并对生产中存在的现象进行了解释，希望与锂电池同行共同探讨。二、基本原理 目前锂离子电池公认的基本原理为“摇椅理论”，该理论认为锂离子电池充放电反应机理不是通过传统氧化还原反应来实现电子转移，而是通过锂离子在层状物质的晶格中嵌入和脱出，发生能量变化。

腐蚀现象与研究

腐蚀现象与研究 腐蚀现象非常普遍，从天上（飞机）到地上（火车，汽车，各种用具――），从地上到地下（地下管道，设施），无不存在腐蚀问题。有些是我们可直接观察到的――宏观腐蚀，有些是我们眼睛观察不到的微观腐蚀。 目前，广泛理解和接受的材料腐蚀定义是“材料腐蚀是材料受环境介质的化学作用而破坏的现象”。 腐蚀对于各种材料都可能发生，金属腐蚀现象我们经常见到，其它非金属材料的腐蚀也是普遍存在的， 由于时间所限，这里我们还是以金属的腐蚀为讨论对象。 所谓金属腐蚀指金属与周围环境发生化学或者电化学作用而引起的变质和破坏，多数情况下，金属腐蚀后失去金属特性，往往变成某种化合物。如金属构件在大气、酸、碱、盐水种的腐蚀，金属在热加工时氧化皮的形成。 一金属腐蚀与防护科学在发展国民经济中的意义 1．金属腐蚀问题遍及国民经济各个领域 从发展历程来看，人们首先并且仍在广泛地研究金属腐蚀。这种趋向是由于两方面因素引起的：一方面，从性能和经济两方面考虑，由于“物美价廉”，金属材料仍是人类广泛而大量使用的材料；另一方面，在地球上，绝大多数金属是以化合态——定义(1—37)中的腐蚀态——存在的，金属腐蚀是一种自然趋势，这种趋势可用热力学第二定律(熵增原理，0 G ?<过程可自 ?>时，过程可自发进行)及自由能变化（0 S 发进行）来定量地表述。 19世纪的赫胥黎在介绍达尔文的进化论时，对于宇宙过程(即自然过程)得到如下的精辟而富于哲理的看法：… “大自然常常有这样一种倾向，就是讨回她的儿子——人——从她那儿借去而加以安排结合的、那些不为普遍的宇宙过程所赞同的东西”。(1—48) 在金属界，确是如此。人类从大自然通过采掘“借来”矿石，耗费能量将矿石还 1

聚合物锂离子电池极耳胶腐蚀机理研究

腐蚀研究 电芯从开始到结束共有三次阻抗测试，包括：极片Hi-pot测试、Foil电阻测试和内阻（IMP）测试。Hi-pot影响电芯的化成，内阻（IMP）影响电芯的自放电，它们只反应到电芯的电压、容量性能，可以通过现有的高精度设备将坏品挑出。但Foil电阻坏品有发生腐蚀的可能性，一般需要一段时间最终在客户出表现出来，它的失效表现为外观Al被腐蚀破烂，变黑，电芯胀气，无法使用，可以说是最严重的坏品表现，是一件非常恐怖的事情！ Foil电阻坏品指的是电芯Ni tab（阳极）与包装铝箔Al layer短路，目前定义Ni tab 与Al layer 电阻低于1.0×200Mohm（非OEM产品）和OEM产品为低于2.0×200Mohm的为电阻坏品，使用万用表测量挑出以避免电芯在客户处发生腐蚀。当然，电阻越大甚至无穷大，发生腐蚀的概率越低。对于这两个标准的选择是基于对电芯进行On-hold模拟测试而定，大概客户反应的腐蚀坏品为4ppm，个别案例除外（指由于特殊原因导致电芯必然会发生腐蚀）。 我们知道控制这种电阻坏品的目的是防止包装铝箔的铝层发生腐蚀，下面就从腐蚀发生原因、腐蚀防止、电阻坏品防止几个方面入手介绍。 腐蚀原因 引起电芯腐蚀必须具备两个短路的通道：一，离子短路通道，即包装铝箔铝层与阳极发生离子短路；二，电子短路通道，即包装铝箔铝层与阳极发生电子短路。这样包装铝箔的铝层就与阳极形成一个短路的回路，阳极即为电芯负极，处于低电势的部分，一旦与铝接触会通过电导率较高的电解液引起电化学反应，导致铝层的不断被消耗。空气中水分会进入电芯内部导致进一步反应产生大量气体。这两种短路是电芯发生腐蚀的必要条件，两者缺一不可。 腐蚀防止 我们知道离子短路和电子短路是发生腐蚀的必要条件，要防止腐蚀就必须弄清楚两种短路形成的原因。我们已经知道了包装铝箔的结构，内部为绝缘PP，PP的一个作用就是绝缘，将电解液环境与铝层隔离，保护铝层，发生离子短路是由于PP发生破损致使电解液渗透将铝层与阳极导通，因此腐蚀均发生在PP破损部位。电子短路必须是有导体在阳极和铝层（PP破损处）间能够导通电子或阳极通过Ni tab直接与铝层短路导通电子。要防止腐蚀的发生就必须杜绝两种短路的存在。在电芯的封装过程中，封边部位的PP受到热压后PP比较容易发生破损，所以会产生比较多的电阻坏品，因此只要发生电子短路，腐蚀必然发生，防止腐蚀，必须先从防止电子短路开始。 阳极通过Ni tab与包装铝箔铝层在顶封部位发生短路，PP绝缘胶失去保护作用，Ni tab与铝层接触，这种情况必然会发生腐蚀。目前Ni tab与包装铝层发生短路主要有两种情况：第一，在顶封过程中两者直接短接： a.顶封封头槽位与包装铝箔厚度不匹配或封头变形损坏等导致Ni tab顶封时PP变形率 过大，被挤压到严电芯长度方向，Ni tab与铝层导通；

微生物腐蚀机理及对埋地管道腐蚀防护的影响_夏双辉

全面腐蚀控制２００５年第１９卷第３期１　引言 微生物腐蚀（ＭＩＣ）是由细菌和真菌的存在及其活动所引起的腐蚀。据相关调查研究表明，管道外部的腐蚀沉积有２７％与ＭＩＣ有关。下面是有关微生物的一般描述： （１　）　个体微生物很小（从０．２微米长到几百微米，宽２～３微米），该特性使它们很容易进入缝隙及其它地方。细菌和真菌可以生长成为宏观规模。 （２　）　菌是可移动的，他可以移居到适合其生存的环境或者离开不利于其生存的环境，也就是说移向食物表面而离开有毒的材料。 （３　）　菌具有对某种化学物质特定的接收功能，该功能使他们能够找到大量的食物源。 营养物质、尤其是有机营养物通常在大多数水环境中很短缺，但是表面包括金属，吸收这些物质后，会使这些营养物相对增加。 （４　）　微生物能够承受较大范围的温度变化（至少－１０～９９℃）、ｐＨ值变化（０～１０．５）及氧浓度的变化（０～１００％标准大气压）。 （５　）　它们以群体方式生长，这有助于个体间食物交叉供给，并使它们更可能在不利的环境中生存。 （６　）　它们繁殖得很快（据报告繁殖期约１８分钟）。 （７　）　个体细胞能够由水、风、动物、飞行物或其他手段广泛而迅速地扩散，因而在该群体中的某些细胞到达有利于其生存环境的可能性很大。 （８　）　许多微生物能够很快适应大量的不同营养源。例如：荧光假单胞菌能够利用１００多种不同的化合物作为单一的碳源和能量，这些化合物包括糖脂类、乙醇、甲醇、有机酸及其它化合物。 （９　）　许多微生物形成胞外多糖物质（胶囊或黏物质层）。产生的黏泥具有黏性，能捕捉有机物及垃圾（食物），阻止某些有毒物质（如：杀菌剂）或其他物质（缓蚀剂）的渗透，以及把细胞保持在营养液（大量流体）和这些物质扩散的界面之间。 （１０　） 许多细菌和真菌产生孢子，这些孢子对温度（有些甚至可以在沸点温度生存一小时以上）、酸、乙醇、杀虫剂、干燥、冷冻及许多其他不利的因素具有很强的抵抗能力。这些孢子可以存活上百年并在遇到合适环境时迅速成长。在自然环境中，存活与生长之间存在着不同。微生物能够抵抗长期的饥饿和干燥，如果环境在潮湿与干燥之间交替变化，微生物可以在干旱期存活，在潮湿期生长。 （１１　）　微生物依靠对化学物质的降解能力或通过利用黏泥、细胞壁和细胞膜的防渗透能力的特性而具 微生物腐蚀机理及对埋地管道腐蚀防护的影响 夏双辉１ 戚明友１ 李建秀２ （１、　合肥钢铁公司动力厂，合肥２３００１１；　２、西施兰联合企业有限公司，河南南阳４７３１００） 摘 要：本文简要叙述了产生微生物腐蚀的几类菌落及相应腐蚀的机理，并叙述了微生物腐蚀与埋地管道所处的环境、表面涂层及辅加的阴极保护的相互影响关系，这对于从事埋地管道的防腐蚀研究和实施保护有一定的参考作用。 关键词：微生物腐蚀 埋地管道 沉积 阴极保护 C o r r o s i o n M e c h a n i s m o f M I C a n d I n f l u e n c e s o n C o r r o s i o n a n d P r o t e c t i o n o f U n d e r g r o u n d P i p e l i n e Ｘｉａ　Ｓｈｕａｎｇｈｕｉ１ Ｑｉ　Ｍｉｎｇｙｏｕ１ Ｌｉ　Ｊｉａｎｘｉｕ２ （１．　Ｐｏｗｅｒ　Ｐｌａｎｔ　ｏｆ　Ｈｅｆｅｉ　Ｓｔｅｅｌ　ａｎｄ　Ｉｒｏｎ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ， Ｈｅｆｅｉ　２３００１１；２．　Ｓｉｓｌａｎ　Ｃｏｍｐｌｅｘ　Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ，　Ｎａｎｙａｎｇ４７３１００，Ｈｅｎａｎ　） Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ｔｈｅ　ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，　ｔｈｅｎ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ｔｈｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，　ｃｏａｔｉｎｇｓａｎｄ　ｃａｔｈｏｄｉｃ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｉｐｅｌｉｎｅ　ａｎｄ　ＭＩＣ．　Ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ　ｔｏ　ｅａｃｈ　ｏｔｈｅｒ　ｗｅｒｅ　ａｌｓｏ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：　ＭＩＣ；　ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　ｐｉｐｅｌｉｎｅ；　ｄｅｐｏｓｉｔｓ；　ｃａｔｈｏｄｉｃ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ 全　面　腐　蚀　控　制 T O T A L C O R R O S I O N C O N T R O L 第１９卷第３期２００５年６月 Ｖｏｌ．１９ Ｎｏ．３ Ｊｕｎｅ． ２００５

一种汽车典型部件腐蚀当量研究方法-

Method of Equivalent Research of Typical Automotive Parts Chunbin Wang, Zaiqi Yao, Zhihua Li, Li Li, Fangwu Ma, Qiang Liu, Fuquan Zhao NVH and Materials Engineering Division Geely Automobile Research Institute Hangzhou, People’s Republic of China lion-21@https://www.wendangku.net/doc/1c2690049.html, Abstract—The sample corrosion shape and appearance are compared between vehicle accelerated corrosion test and laboratory accelerated corrosion test. An equivalent relationship between laboratory accelerated corrosion and actual service condition is obtained on the basis of the research of distribution characteristics for two corrosion damage. The calculation indicates that this relationship of typical component: y = 32.86 e0.5x (where, y is time of laboratory accelerated corrosion, x is time of actual service condition), thereby laying a foundation for anti-corrosion design and coating selection. Keywords-Automobile; Accelerated Corrosion; Equivalent; Coating I引言 随着近年来我国汽车产业的快速发展，人们对汽车品质 的要求也越来越高，各汽车生产厂把汽车的可靠性、安全性、舒适性等作为考核项目，而汽车各零部件的抗腐蚀性 能明显影响这些性能，因此对汽车的抗腐蚀性能的开发显 得越来越重要。调查表明，除交通事故和零部件磨损外， 汽车腐蚀是汽车损坏报废的最重要原因，不仅直接影响汽 车的质量和使用寿命，还会导致环境污染和严重的交通事故。 实际腐蚀过程如何用试验室加速腐蚀来再现，现在航空 航天方面已有研究[1～7]。而在汽车行业还没有相关的进展，本文探讨汽车典型零部件在试验室加速腐蚀与实际服役腐 蚀之间的当量关系，从而简化到用试验室的静态试验来模 拟汽车在实际行驶中零部件的腐蚀行为。 II实验方法 本文主要研究汽车零部件在腐蚀较严重区域--底盘位置的腐蚀，为了较好的观察分析，制作如图1的样件12个，试验件材料为宝钢生产的冷轧钢板DC01，尺寸为60×60×1 mm2，为了研究方便，使其短期出现锈蚀，选用镀锌蓝白钝化处理，其中非实验区域的一侧和边缘用防水胶涂好，以防被腐蚀。 试验分为两组，选第一组6件样件放到整车底盘做挂片试验，挂片试验按照汽车行业标准QC/T 732-2005《乘用车强化腐蚀试验方法》进行试验，强化腐蚀在海南试验所完成，海南所整车强化腐蚀试验由下列几部分组成[8]：试验车预处理、正式强化腐蚀试验、试后的全面检查及腐蚀结果评价。每个试验循环为24 h，道路行驶时间约为160 min,其余的时间均在室内或环境试验室内进行，所以外界环境条件的变化不会对试验结果造成太大影响，重复性较好。每个试验循环过程中各流程时间分配表及示意图见表1和图2。 图1 镀蓝白锌的试验件 表1 腐蚀试验循环中各流程时间分配表 路行驶湿热试验自然干燥盐雾喷射试车检验总计160 min16 h 270 min 20 min 30 min 24 h