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1、AZ31镁合金在NaCl溶液中的电化学腐蚀行为研究第22卷??第2期??2004年4月沈阳师范大学学报(自然科学版)JournalofShenyangNormalUniversity(NaturalScience)Vol??22No??2??Apr.2004??文章编号:1008-374X(2004)02-0117-05AZ31镁合金在NaCl溶液中的电化学腐蚀行为研究郝献超,周婉秋,郑志国(沈阳师范大学化学与生命科学学院,辽宁沈阳??110034)摘??????要:采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱等方
2、法研究了AZ31镁合金在3??5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为.结果表明,挤压加工成形的AZ31镁合金,由于合金内部组织沿水平方向发生了一定的层移,位错和缺陷增多,致使侧面和截面的耐腐蚀性能比表面稍差.阻抗测试结果显示,随着浸泡时间的延长,腐蚀产物在合金表面沉积,对基体金属具有一定的保护作用.关??键??词:AZ31镁合金;腐蚀;阻抗中图分类号:TG146??????????文献标识码:A0??引????言镁合金由于密度小,比强度高,能承受较大的冲击载荷,并有一定的塑性,所以它广泛地应用在汽车、航空制
3、造、计算机辅助设备等方———————————————————————————————————————————————面.但是镁的化学稳定性差,其标准电极电位为-2??37V(相对于标准氢电极),在潮湿的环境中及Cl-存在的条件下容易发生严重的腐蚀[1].因此镁合金的腐蚀问题成为制约其进一步应用的瓶颈.国内外镁合金研究主要集中在其防护技术的工艺探索,如化学转化、阳极氧化[3]以及镁上化学镀镍[4]等.关于镁合金的电化学腐蚀机理方面的研究在铸造镁合金方面开展较多,而以压铸AZ91系列合金的腐蚀研究[5]最为
4、常见,而变形镁合金腐蚀行为的研究少见报道.本文研究了变形镁合金挤压态AZ31在NaCl溶液中的腐蚀行为,由于挤压加工使合金内部沿水平方向发生了一定的层移,截面和侧面形成更多的层错和缺陷[6],从而使合金表面的电化学性能与截面和侧面出现了一定的差异.本文用电化学极化、阻抗的方法对挤压态AZ31镁合金在3??5%NaCl溶液中的腐蚀行为进行了研究.[2]1??实验方法实验体系为3??5%NaCl溶液,加入Mg(OH)2直至饱和,使溶液体系pH值保持在10??5恒定值.实验所用药品氯化钠为分析纯,溶液使用二次
5、蒸馏水配制.电化学测试所用仪器为M273A恒电位仪和M5210锁相放大器.采用三电极体系,饱和甘汞电极为参比电极(SCE),铂片为辅助电极,工作电极为10mm??10mm的挤压态AZ31镁合金,非工作面用环氧树脂封装.实验前,电极工作面用水磨砂纸逐级打磨至1200号,用蒸馏水冲洗,丙酮除油.动电位扫描测量极化曲线,扫描速度为0??5mV/s,扫描电位范围自-2??4V至阳极电流迅速增加到较大值.电化学———————————————————————————————————————————————收稿日期:
6、2003??11??12基金项目:辽宁省教育厅科研基金资助项目(202113191).作者简介:郝献超(1980-),男,山东聊城人,沈阳师范大学硕士研究生;??周婉秋(1963-),女,辽宁本溪人,沈阳师范大学教授,博士,硕士研究生导师.阻抗测试的频率范围为5mHz~100KHz,激励信号为幅值5mV的正弦波.表面形貌采用PhilipsESEML30FEG型环境扫描电子显微镜观察.2??实验结果及讨论2??1??镁合金的腐蚀反应当镁及其合金受到含水腐蚀介质的侵蚀时,腐蚀过程以金属与水的电化学反应的方式
7、进行,溶液中溶解氧的浓度对镁的腐蚀反应影响不大.可能的总反应方程式[7]如下:Mg+2H2OMg(OH)2+H2!如果忽略可能有不稳定中间产物形成的步骤,上述总反应可由以下几个分反应组成:阳极反应:MgMg2++2e阴极反应:2H2O+2eH2!+2OH-腐蚀产物:Mg2++2OH-Mg(OH)22??2??挤压态AZ31镁合金的组织结构图1??挤压态AZ31镁合金金相组织(a)表面(b)侧面(c)———————————————————————————————————————————————截面图2??
8、AZ31在3??5%NaCl溶液中的动电位极化曲线(a表面、b侧面、c截面)图1为挤压态AZ31镁合金金相组织SEM图像.由图可见,挤压态AZ31镁合金为铝在镁中的单相??固溶体,不存在??相,但含有一些Al-Mn相颗粒弥散分布于基体之中.表面晶粒大小不一,而以50~100m的晶粒所占比例较大.EDAX分析表明,Al含量在2??5%~3??5%(wt)之间,晶粒内部和晶界处差别不大.挤压加工造成合金内部沿水平方向发生了一定的层移,截面和侧面
