铜铝发生电化学腐蚀,然铜铝过渡端子为什么不发生电化学腐蚀?
2024-09-06 15:37:57 作者:追梦电缘 来源:追梦电缘 分享至:

 前期写过一篇文章《镀锡铜排中的铜和锡接触会发生电化学腐蚀吗》讲了镀锡铜排中其不会发生电化学腐蚀的原理以及关键风险点,但是今天有同仁问:铜铝过渡端子为什么不发生电化学腐蚀,从原理上它也是铜和铝相联的应该容易发生电化学腐蚀。原本想让他直接看我的上面提到的镀锡铜排电化学腐蚀的文章,但是仔细一想,还有一定差异,毕竟铜铝过渡端子是铜和铝分开的结构,不同于镀锡铜排锡全包围铜的结构。

 

那下面就针对这个问题谈下我的看法:

一、铜与铝如何发生电化学腐蚀?

首先说,铜和接触确实会发生电化学腐蚀其机理与前面文章讲铜和锡发生电化学腐蚀的机理一致,首先是因为铜和在电化学系列中具有不同的电极电位。当两种不同的金属接触并且处于电解质环境中时,它们之间会形成一个微型的原电池。在这个原电池中,电极电位较低的金属(在这种情况下是)会作为阳极溶解,而电极电位较高的金属(铜)则作为阴极。

也就是说比铜更活泼初中时候背诵的钾钙钠镁铝,锌铁锡铅氢,铜汞银铂金,到现在仍旧张口就来然后在电化学腐蚀过程中,会失去电子被氧化,而铜则接受这些电子被还原。因此,理论上在铜和接触的情况下,会逐渐溶解,而铜则保持相对稳定

当然以上电化学腐蚀的发生是需要条件的,不是有铜有铝就可以条件如下

1.两种金属必须直接或间接接触,也就是必须要具备能形成电化学回路的条件,使金属间形成电连接

2.存在电解质溶液(如水、潮湿空气或含有盐分的环境)电解质溶液充当了离子导体的角色,允许电子流动。

3.两种金属之间存在电位差。铜和之间存在电位差。在电化学系列中,的电极电位比铜更低,因此更倾向于失去电子而被氧化。

4.适当的环境条件温度、湿度和pH值等环境因素很大程度影响电化学腐蚀的速度和程度

以上四点缺一不可。

二、为何铜铝过渡端子不发生电化学腐蚀?

为何一般情况下铜铝过渡端子不发生电化学腐蚀,其实就是对照上面四点,至少有一种条件不满足,具体分析如下:

一、工艺设计保障:使上述条件2不满足。

铜铝过渡端子在设计上采用了严格的冶金结合工艺,使铜和铝两种金属在界面处实现紧密结合,形成一个均匀、致密的过渡区域,而非简单的机械连接,能够有效地减少两种金属之间的间隙,避免空气、水分等腐蚀介质的侵入。铜铝过渡端子的定义按照GBT 14315-2008 电力电缆导体用压接型铜、铝接线端子和连接管》如下:

有的铜铝过渡端子还会在界面处添加特殊的中间层材料,如过渡金属层或合金层,以进一步阻止铜和铝之间的直接接触,从而避免电化学腐蚀的发生。这种中间层材料通常具有良好的导电性和耐腐蚀性,能够在铜和铝之间起到隔离和缓冲的作用,防止两种金属之间的电子转移和离子扩散。

二、较好的应用环境和工艺材料特性:使上述条件4不满足。

对于铜铝过渡端子的使用环境来说,很难存在温湿度、PH值恶劣的环境毕竟电力运行环境对于温度,湿度都有要求。另外,铝很容易在空气中形成致密的氧化层,表面其实是非金属化的,即使其作为牺牲阳极,腐蚀速度也是非常慢的。

从设计工艺角度,对于特殊要求或者应用特殊环境的铜铝过渡端子,还需要考虑金属接触面的最小化或者加入防腐蚀材料,如特殊的绝缘涂层或防腐剂。同时会考虑到如何最小化电化学腐蚀的风险,比如通过优化接触面的形状和大小。

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