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芦笋罐头容器材料内壁腐蚀失效分析（上）

［摘要］文章对马口铁芦笋罐头容器的腐蚀失效进行了分析和研究。

关键词：马口铁；腐蚀；失效分析

马口铁是常用的一类罐头容器材料，广泛用于食品行业，在碾轧了的薄铁皮上镀一层锡，经过处理后就成了马口铁。目前，国际上生产的大量马口铁用于制作包装容器，但是，由于生产的橡胶拉力试验机延伸率马口铁不考虑包装容器制造的特殊要求，因此，经常出现质量不稳定和一些其它问题。某公司采用进口马口铁板材制造芦笋罐头容器，使用中发现芦笋罐头容器的内壁在罐头有效期阻燃材料利用更加广泛内发生局部腐蚀，影响了罐头食品的质量，为分析芦笋罐头容器的腐蚀问题，对已发生局部腐蚀的芦笋罐头容器材料——马口铁进行失效分析研究；

1 实验分析

1．1 外观检查

用肉眼观察容器内壁的马口铁涂锡层，涂锡层呈粗大的等轴晶粒，已腐蚀晶粒呈暗黑色，暗黑色的晶粒局部连接成片；而未使用过的马口铁涂锡层呈银白色、色泽光亮均匀。在已腐蚀的区域还存在少量的黄色腐蚀斑点。

1．2 金相观察

将未使用过的马口铁新材料和送检罐头容器腐蚀区域的马口铁材料制备成金相试样（浸蚀剂为6：加荷时4％硝酸酒精），然后将试样置于400X的光学显微镜下观察。观察结果表明，马口铁涂锡层厚度约为3～5um，观察到的涂锡层与基体材料结合良好，涂锡层内未观察到明显的夹杂物存在。

1．3 表面层成分分析

1．3焦作．1 XPS分析

从腐蚀区域的马口铁上截取∮12的园片试样进行X—射线光电子谱（XPS）剖析测试，测试时的真空度为2x Pa， 以A1Ka作为激发源，在XPS的深度剖析中，用8kV的Ar离子源刻蚀，刻蚀深度约为80～90A（刻蚀深度参数为1．保暖鞋75A/uA分，lOuA的束流强度刻蚀5min）。

未刻蚀的试样表面XPS谱分析结果表明表面存在Sn、C、O等元素；从XPS全谱中截取C、Sn、O峰进行放大观察，分析结果表明存在氧化态锡、金属态锡、游离态碳以及氧，试样表面除了锡以外还存在氧化锡。

经刻蚀的试该方法中的另外一个组成部份是充分利用我们对汽车市场的广泛了解样表面XP3谱对应的锡、氧峰精细结构深剖分析结果表明试样表面层内存在氧化锡。

1．3．2 SEM分析

由子马口铁表面的黄色腐蚀斑点相对较少，所占面积比例很小，故其信号在XPS谱上反风幕机映不明显，对此将试样进一步进行扫描电镜SEM选区分析。在扫描电镜的观察下，选取腐蚀区域的马口铁表面黄色斑点进行能谱分析，入射电压分别为20kV和15kV。入射电压越高，则电子束的强度就越大，射入试样表面的深度也越深。比较分析同一分析微区的不同深度处逸出的元素信号可知，黄色腐蚀斑点内存在铁元素，结合XPS分析结果，可以认为为氧化铁所致；除了氧化铁外，试样表面还存在少量的硫和氯元素，氯元素可能来子自来水。（未完待续）

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