تحليل مقاومة التآكل وضرورة المعالجة السطحية لكرات النحاس الحمراء في بيئات البنزين والكحول

1. أساس مقاومة التآكل والقدرة المتوسطة على التكيف للنحاس الأحمر
النحاس الأحمر (النحاس الأحمر) هو النحاس النقي الصناعي (مادة C1100 ، محتوى النحاس بنسبة 99.9 ٪) ، وتأتي مقاومة التآكل من بنية البلورة المعدنية المستقرة وطبقة الأكسيد (Cuo أو Cu₂o) بشكل طبيعي على السطح. وفقًا لمعايير المعلومات والمعايير الصناعية ، يظهر Red Copper مقاومة جيدة للتآكل في الوسائط غير المؤكسدة مثل البنزين والكحول. الآلية المحددة هي كما يلي:

بيئة البنزين: يتكون البنزين بشكل رئيسي من الهيدروكربونات. لن يتفاعل النحاس الأحمر بشكل كبير مع الهيدروكربونات في درجة حرارة الغرفة ، ويمكن لطبقة الأكسيد أن تمنع بشكل فعال تغلغل الوسط.
بيئة الكحول: الكحول (الإيثانول) هو مذيب قطبي ضعيف ، ومعدل التآكل للنحاس الأحمر في درجة حرارة الغرفة منخفض للغاية (<0.001 مم/سنة). وقد أظهرت الدراسات أن النحاس الأحمر قد يخضع فقط لأكسدة سطح طفيفة في الكحول ، لكنها لن تسبب فشل المادة.
تجدر الإشارة إلى أن مقاومة التآكل للنحاس الأحمر تتأثر بتركيز ودرجة حرارة الوسط. على سبيل المثال ، في درجة حرارة عالية (> 80 ℃) أو البيئة عالية التركيز (> 95 ٪) ، قد يتم إذابة طبقة الأكسيد جزئيًا ، والمعالجة السطحية مطلوبة لتعزيز الحماية.

2. تحليل السيناريوهات التي تتطلب معالجة سطحية إضافية
استنادًا إلى معلمات المنتج وظروف العمل الفعلية ، متطلبات المعالجة السطحية لـ كرات النحاس الحمراء في البنزين والكحول يمكن تصنيفها على النحو التالي:

(1) سيناريوهات لا تتطلب علاجًا إضافيًا

التطبيقات الصناعية التقليدية: بالنسبة للمعدات مثل الصمامات والمكربن ​​ومقاييس الضغط ، يمكن أن تلبي كرات النحاس الحمراء متطلبات مقاومة التآكل من خلال الاعتماد على طبقة الأكسيد الخاصة بها في بيئات البنزين/الكحول مع درجة حرارة طبيعية وضغط طبيعي ووسائط نقية.
سيناريوهات التعرض قصيرة الأجل: إذا كانت كرة النحاس الحمراء تحتاج فقط إلى اتصال مع الوسيلة لفترة قصيرة من الزمن (مثل النقل أو الاستخدام المتقطع) ، فإن التأثير الوقائي لطبقة أكسيد الطبيعية يكفي لتجنب التآكل.

(2) سيناريوهات تتطلب معالجة سطحية إضافية

الكحول العالي أو البنزين الذي يحتوي على شوائب: إذا كان الكحول يحتوي على شوائب حمضية (مثل حمض الأسيتيك) أو البنزين يحتوي على الكبريتيدات (مثل H₂s) ، فقد يحدث التآكل المحلي للنحاس الأحمر. في هذا الوقت ، يوصى باستخدام طلاء النيكل (سمك الطلاء ≥ 5μm). يمكن لطبقة النيكل منع التلامس المباشر بين الشوائب والركيزة النحاسية وتحسين مقاومة التآكل الكيميائي.
ارتفاع درجة الحرارة وبيئة الضغط العالي: على سبيل المثال ، نظام حقن الوقود المحرك الداخلي للاحتراق ، يمكن أن تصل درجة حرارة التشغيل إلى أعلى من 120 درجة مئوية ، وقد تفشل طبقة أكسيد النحاس الأحمر. الطلاء الفضي (سمك الطبقة Ag ≥ 3μm) يمكن أن يحسن بشكل كبير مقاومة أكسدة درجة الحرارة العالية ويقلل من مقاومة التلامس.
أدوات التخزين أو الأدوات الدقيقة على المدى الطويل: من أجل تقليل التغيرات الأبعاد (مستوى الميكرومتر) الناجم عن النمو الطبيعي لطبقة الأكسيد ، يمكن استخدام تغليف الفراغ أو طلاء السطح مع زيت مضاد للحفاظ على الدقة الأبعاد للكرة النحاسية الحمراء (يتطلب درجة G1000 تسامحًا من 0.001 ملم).
3. اختيار عملية المعالجة السطحية وتحسين الأداء
لتلبية الاحتياجات المختلفة ، تقنيات المعالجة السطحية الاختيارية ووظائفها هي كما يلي:

طلاء النيكل (الطلاء الكيميائي أو الطلاء الكهربائي):

المزايا: تحسين مقاومة تآكل رذاذ الملح (اختبار رذاذ الملح ≥500 ساعة) وارتداء المقاومة (زادت صلابة إلى HV 200-300) ، مناسبة للبيئة المتوسطة الشوائب.
القيود: سوف يقلل طلاء النيكل قليلاً من الموصلية (حوالي 10 ٪) ، غير مناسب للمكونات الكهربائية عالية التردد.
الطلاء الفضي (الطلاء الكهربي أو الطلاء الكيميائي):

المزايا: لها موصلية عالية (الموصلية ≥ 60 مللي ثانية/م) ومقاومة أكسدة درجة الحرارة العالية (حد درجة الحرارة العليا 200 ℃) ، مناسبة للاتصال الإلكتروني أو صمامات درجة الحرارة العالية 9.
اعتبارات التكلفة: الطبقة الفضية باهظة الثمن وعادة ما تستخدم فقط للمكونات الرئيسية.
علاج التخميل:

العملية: يتم استخدام حل Benzotriazole (BTA) لتشكيل فيلم وقائي عضوي ، وهو منخفض التكلفة ولا يؤثر على الموصلية ، وهو مناسب للحماية على المدى القصير