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實驗方法與步驟

在文檔中 中 華 大 學 (頁 35-38)

3-1 實驗材料

本實驗所採用試片為台灣穗高科技股份有限公司所生產之鋁鈧 合金板材(板厚為 5.0 mm),其材料主要成分示於表 3-1。

3-2 實驗設備

實驗設備包含熱處理爐二台、恆電位儀(EG&G Model Versa StatⅡ)、三極系統電化學測試槽、pH 酸鹼值檢測儀、電磁加熱振盪 攪拌器、超音波清洗器及掃描式電子顯微鏡等。

3-3 試片製備

將鋁鈧合金板材裁切成 10×10×5 mm之試片(圖 3-1),放置於熱 處理爐中進行熱處理。A組鋁鈧試片置於熱處理爐進行 480℃×24hr 固溶處理,以水冷淬火至25℃;B組試片則施行 480℃×24hr固溶處 理,水淬,再實施100℃×6hr人工時效。C組試片則施行 480℃×24hr 固溶處理,水淬,再實施 100℃×24hr人工時效,試片之熱處理條 件如表3-2 所示。Al-Sc合金之顯微組織金相部份是將 10x10 mm2熱 處理後的Al-Sc試片經冷鑲埋,以水砂紙研磨至 2400 號,再用 0.3µm 氧化鋁粉抛光,清水洗淨表面後,以Keller’s腐蝕液腐蝕約 45 秒至

60 秒,再以清水洗淨、烘乾試片表面,隨後用光學顯微鏡觀察其 顯微結構組織。

3-4 Al-Sc 合金電化學腐蝕性質與酸鹼環境腐蝕試驗

將裁切Al-Sc合金板材裁切成面積為 10x10mm之試片,與單芯銅線 以導電銀膠接合,再用冷鑲埋方式製作成電化學腐蝕試片,試片表面 並以水砂紙研磨至600 號。測試溶液以試藥級NaCl和高純度去離子水 配製成 3.5%NaCl溶液,並靜置於室溫下 24 小時備用。3.5%NaCl溶 液分別用0.1N NaOH及 1N HCl,以調整溶液的酸鹼值;並使用pH值 檢測儀檢測,而本實驗所設定的酸鹼值為pH2~pH11,藉以探討經過 熱處理後的鋁鈧合金在不同酸鹼值NaCl溶液腐蝕環境中,pH值對其 腐蝕速率及腐蝕的型態。電化學腐蝕試驗使用恆電位儀(EG&G Model Versa Stat II)及三極系統電化學測試槽(圖 3-2),以飽和甘汞電極為 參考電極,碳棒為輔助電極,Al-Sc合金為工作電極;參考電極、輔 助電極、工作電極、溫度計及除氣管依序放入五口瓶中,建立三極系 統電化學腐蝕槽。先將Al-Sc合金試片靜置 3.5%NaCl溶液中 1 小時 後,量測其平衡電位Ec。實驗時參考電極需盡量靠近工作電極之待測 物,以精確量測試片腐蝕電位。此外,本實驗採用Tafel法量測Al-Sc 合金之腐蝕電位、腐蝕電流密度及腐蝕率,掃描自-250mV vsEcorr

電化學腐蝕實驗完畢後,將試片於腐蝕槽中取出再以清水沖洗腐 蝕表面,接著使用超音波清洗器清潔試片表面,避免因試片表面因殘 留溶液,造成材料表面繼續腐蝕。清潔完畢後將試片用掃描式電子顯 微鏡,觀察鋁鈧合金實驗後,所產生的腐蝕表面,分析 Al-Sc 合金經 過固溶及析出兩種熱處理後,在不同pH 酸鹼值的腐蝕型態 3.5%NaCl 中。此外以5052 鋁鎂合金在相同實驗環境下,進行電化學腐蝕實驗,

以比較鋁合金添加鈧元素與鋁鎂合金的腐蝕電位之差異。

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