镍铜合金在海洋领域的应用

时间：2015-07-08 作者：91再生 来源：91再生网

　　铜和镍组成的合金。因Ni含量≤30%的Cu-Ni合金有美丽的银白色，故也称白铜。白铜加入Mn、Fe、Zn或Al等元素，则分别称之为锰白铜、铁白铜、锌白铜和铝白铜。Ni能显著提高铜的机械性能、电阻、抗蚀性和热电势。白铜分耐蚀和电工用两大类，前一种有白铜、锌白铜和铝白铜，后一种是补偿导线用的白铜和锰白铜。铜镍合金是国际上公认的耐海水腐蚀性能优良的材料，在国外海洋工程中得到广泛应用，对其开展的学术研究也十分活跃，如：温度对耐蚀性能的影响，表面膜对耐蚀性能的影响等。多数研究者认为，铜镍合金的耐海水冲击腐蚀性能优良，且具备优良的抗污性能。一般认为由于B10合金比B30合金含镍少，因而其耐蚀性能不如B30合金的。海水浸泡同样可以形成富镍富铁的表面膜，因此经过一段时间，B10合金的耐蚀性能可以与B30合金的接近。不同的温度段，会使B10和B30合金耐蚀性能顺序转变，流速或污染物如硫离子的含量都会改变B10和B30合金的耐蚀性。微生物如硫酸盐还原菌的存在，导致铜镍合金的腐蚀电位大幅负移，极化电阻大大下降，并发生镍和铁的选择性溶解腐蚀。在不同的海域也会由于各海域因素的不同使B10和B30合金表现不同的耐蚀性。

 

　　铜镍合金具有优良的耐海水腐蚀性能，且能够防止海洋生物污损，因而被广泛应用于船舶、海上钻井平台、滨海电厂等海洋设施中的海水热交换系统。B30铜镍合金在海水中浸泡，其表面能够迅速与海水发生反应，生成一层致密的氧化膜，具有较高的耐腐蚀性能。对于B30铜镍合金表面膜的形成机理及其在实海环境中应用所发生的腐蚀行为，国内外已做了许多研究。然而，对于其在海水中表面膜的三维形貌及对自身电化学行为的影响，相关报道较少。可采用原子力显微镜（AFM）对B30铜镍合金在海水中浸泡后的微观形貌进行观察，采用交流阻抗、线性极化、动电位极化、循环阳极极化等方法研究了B30铜镍合金表面膜的存在对自身腐蚀电化学行为的影响。

 

　　另一方面地热资源作为可再生清洁能源，具有分布广、成本低、可直接利用、环境污染小等优点，越来越受到青睐。但由于地热水的矿化度较高，特别是滨海高盐碱地区的地下咸水对金属管道、换热器板片等材料具有强烈的腐蚀性，易造成管道泄露或换热板穿孔腐蚀失效等安全问题。因此，有必要开展热泵系统中金属的防腐研究。铜镍合金和高合金不锈钢是热泵系统中常用的防腐金属材料。其中，B30铜镍合金因具有优良的耐腐蚀性和导热性能，在我国已被广泛应用于船舶、供热企业和热泵的换热系统。但B30铜镍合金耐点蚀能力和耐流动冲刷腐蚀能力较弱，在欧洲和北美已使用高合金不锈钢来取代B30铜镍合金。因此我国也在努力开展镍铜合金和不锈钢在热泵系统的更多研究。镍铜合金作为重要的防腐蚀材料不仅要在技术上有新的突破，而且在资源利用上也要以高效率，求购镍铜合金废料进行回收提炼镍和铜金属再次利用也是重要的举措。

 

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