一种金相腐蚀剂及腐蚀方法

技术领域

本发明属于腐蚀技术领域，涉及一种金相腐蚀剂及腐蚀方法。

背景技术

随着我国经济的高速发展的趋势，社会对电力能源需求随之增加,超临界机组的大规模建设和广泛应用，我国发电效率显著提高，成本降低。管道的选材至关重要，而9％～12％Cr马氏体钢因其具有良好的高温持久强度、热稳定性和高温抗蠕变能力等综合性能，广泛应用于电站锅炉的管道、集箱、过热器管和再热器管中。金相分析是评判金属及其合金内部组织性能的重要手段之一。金相腐蚀效果的好坏，决定了后续对组织进行微观观察分析的准确性。

金相腐蚀剂中常用到盐酸、硝酸、氢氟酸等。盐酸、硝酸均属于强酸，具有高腐蚀性，容易挥发产生酸雾，产生强烈刺鼻气味。长期使用，产生头晕等副作用，并对人的呼吸系统产生危害性，对试验人员身体产生明显的影响。氢氟酸具有强腐蚀性，有剧烈刺激性气味，接触皮肤后会造成难以治愈的灼伤。因此需要同时添加抑雾剂等，溶液成分较复杂，抑雾效果不可控，均不是理想的腐蚀剂。而磷酸是一种中强酸，不易挥发，无刺激性气味，无强氧化性，无强腐蚀性，属于较为安全的酸，属低毒类；过氧化氢酸性极弱，强氧化性，低毒性，加热可生成氧气和水。

传统的金相腐蚀剂溶液，腐蚀速度快，需要人员对腐蚀时间精确把控，甚至到秒，易形成过腐蚀。试样表面易发黑，对金相观察产生影响，需要重新抛光后再进行腐蚀观察。

基于以上背景，制备金相试样过程中，在不影响腐蚀效果的前提下，控制腐蚀速度，防止造成过腐蚀，发明一种环保、绿色、无刺激性气味、低危害性的金相腐蚀剂至关重要。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种金相腐蚀剂及腐蚀方法，该腐蚀剂及腐蚀方法具有环保、无刺激性气味、低危害性的特点，且腐蚀速度可控。

为达到上述目的，本发明所述的金相腐蚀剂由磷酸溶液、过氧化氢溶液及无水乙醇制备而成。

磷酸溶液、过氧化氢溶液及无水乙醇的质量百分数分别为16％～36％、5％～15％及49％～79％。

磷酸溶液中磷酸的质量百分数大于等于85％。

过氧化氢溶液中过氧化氢的质量百分数大于等于30％。

无水乙醇的纯度大于等于99.5％。

一种金相腐蚀方法包括以下步骤：

1)对试样表面进行抛光处理，再将试样放置于金相腐蚀剂中进行常温浸蚀；

2)取出试样，对试样表面进行水洗，再喷洒无水乙醇后吹干，完成试样的金相腐蚀。

浸蚀时间为1-5min。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的金相腐蚀剂及腐蚀方法在具体操作时，金相腐蚀剂由磷酸溶液、过氧化氢溶液及无水乙醇制备而成，原料来源较广，且无污染，同时无酸雾等有害气体产生，降低对试验人员的危险性，另外，本发明中磷酸溶液的氧化性弱于过氧化氢溶液，同时，磷酸根离子的强配合能力，可与被氧化的金属离子迅速结合，在表面沉淀，在反应过程中，有效防止氧化过度，因而不易产生过腐蚀，腐蚀速度可控。

附图说明

图1为本发明所述腐蚀方法的流程示意图；

图2为本发明中试样被腐蚀后的金相组织照片；

图3为通过三氯化铁盐酸水溶液腐蚀后的金相组织照片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

实施例一

本发明所述的金相腐蚀剂由磷酸溶液、过氧化氢溶液及无水乙醇制备而成。

磷酸溶液、过氧化氢溶液及无水乙醇的质量百分数分别为16％、5％及79％。

磷酸溶液中磷酸的质量百分数大于等于85％。

过氧化氢溶液中过氧化氢的质量百分数大于等于30％。

无水乙醇的纯度大于等于99.5％。

一种金相腐蚀方法包括以下步骤：

1)对试样表面进行抛光处理，再将试样放置于金相腐蚀剂中进行常温浸蚀；

2)取出试样，对试样表面进行水洗，再喷洒无水乙醇后吹干，完成试样的金相腐蚀。

浸蚀时间为1min。

实施例二

本发明所述的金相腐蚀剂由磷酸溶液、过氧化氢溶液及无水乙醇制备而成。

磷酸溶液、过氧化氢溶液及无水乙醇的质量百分数分别为36％、15％及49％。

磷酸溶液中磷酸的质量百分数等于85％。

过氧化氢溶液中过氧化氢的质量百分数等于30％。

无水乙醇的纯度等于99.5％。

一种金相腐蚀方法包括以下步骤：

1)对试样表面进行抛光处理，再将试样放置于金相腐蚀剂中进行常温浸蚀；

2)取出试样，对试样表面进行水洗，再喷洒无水乙醇后吹干，完成试样的金相腐蚀。

浸蚀时间为5min。

实施例三

本发明所述的金相腐蚀剂由磷酸溶液、过氧化氢溶液及无水乙醇制备而成。

磷酸溶液、过氧化氢溶液及无水乙醇的质量百分数分别为30％、10％及60％。

磷酸溶液中磷酸的质量百分数等于90％。

过氧化氢溶液中过氧化氢的质量百分数等于40％。

无水乙醇的纯度等于99.6％。

一种金相腐蚀方法包括以下步骤：

1)对试样表面进行抛光处理，再将试样放置于金相腐蚀剂中进行常温浸蚀；

2)取出试样，对试样表面进行水洗，再喷洒无水乙醇后吹干，完成试样的金相腐蚀。

浸蚀时间为4min。

实施例四

本发明所述的金相腐蚀剂由磷酸溶液、过氧化氢溶液及无水乙醇制备而成。

磷酸溶液、过氧化氢溶液及无水乙醇的质量百分数分别为20％、10％及70％。

磷酸溶液中磷酸的质量百分数等于88％。

过氧化氢溶液中过氧化氢的质量百分数等于50％。

无水乙醇的纯度等于99.7％。

一种金相腐蚀方法包括以下步骤：

1)对试样表面进行抛光处理，再将试样放置于金相腐蚀剂中进行常温浸蚀；

2)取出试样，对试样表面进行水洗，再喷洒无水乙醇后吹干，完成试样的金相腐蚀。

浸蚀时间为3min。

实施例五

本发明所述的金相腐蚀剂由磷酸溶液、过氧化氢溶液及无水乙醇制备而成。

磷酸溶液、过氧化氢溶液及无水乙醇的质量百分数分别为30％、8％及62％。

磷酸溶液中磷酸的质量百分数等于90％。

过氧化氢溶液中过氧化氢的质量百分数等于60％。

无水乙醇的纯度等于99.7％。

一种金相腐蚀方法包括以下步骤：

1)对试样表面进行抛光处理，再将试样放置于金相腐蚀剂中进行常温浸蚀；

2)取出试样，对试样表面进行水洗，再喷洒无水乙醇后吹干，完成试样的金相腐蚀。

浸蚀时间为2min。

实施例六

本发明所述的金相腐蚀剂由磷酸溶液、过氧化氢溶液及无水乙醇制备而成。

磷酸溶液、过氧化氢溶液及无水乙醇的质量百分数分别为25％、8％及67％。

磷酸溶液中磷酸的质量百分数等于85％。

过氧化氢溶液中过氧化氢的质量百分数等于30％。

无水乙醇的纯度等于99.9％。

一种金相腐蚀方法包括以下步骤：

1)对试样表面进行抛光处理，再将试样放置于金相腐蚀剂中进行常温浸蚀；

2)取出试样，对试样表面进行水洗，再喷洒无水乙醇后吹干，完成试样的金相腐蚀。

浸蚀时间为1min。

实施例七

本发明所述的金相腐蚀剂由磷酸溶液、过氧化氢溶液及无水乙醇制备而成。

磷酸溶液、过氧化氢溶液及无水乙醇的质量百分数分别为35％、15％及50％。

磷酸溶液中磷酸的质量百分数等于85％。

过氧化氢溶液中过氧化氢的质量百分数等于30％。

无水乙醇的纯度等于99.5％。

一种金相腐蚀方法包括以下步骤：

1)对试样表面进行抛光处理，再将试样放置于金相腐蚀剂中进行常温浸蚀；

2)取出试样，对试样表面进行水洗，再喷洒无水乙醇后吹干，完成试样的金相腐蚀。

浸蚀时间为5min。

磷酸具有氧化性，但过氧化氢的氧化性强于磷酸，优先将试样表面的重金属氧化；随后磷酸根离子与被氧化的金属离子结合，形成磷酸盐。

在常温下，磷酸直接作用于试样表面，与金属不发生反应，无法起到氧化金属的作用。过氧化氢含量过低时，氧化效果不明显。磷酸由于酸性较弱，直接与重金属不发生反应。无水乙醇具有稳定过氧化氢的作用。

金相试样经抛光后通过腐蚀剂浸蚀以显示组织，此过程为电化学溶解过程，由于金属中晶粒间、晶粒与晶界间、各相间的自由能不同，其物理化学性质有所差异，在电解质溶液中电极电位不相同，可形成微电池，微电池中较低电位处为阳极，溶解速度较快，溶解后凹陷或沉积反应产物而着色，在显微镜下观察时，晶界处的光线被散射，无法进入物镜而呈现黑色，反之则呈现白色。

由图2及图3可以看出，使用本发明所述的腐蚀剂呈现的组织更加清晰，腐蚀效果优异。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。