四元玻璃态铝基-稀土合金的抗腐蚀行为

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众所周知,非晶材料的抗腐蚀性能一般比它的晶体结构材料更好。目前只对Al基非晶材料的力学性能和形成机理等方面研究较多,而对它的抗腐蚀性能研究较少,尤其是抗腐蚀性能与成分、组织的关系的研究非常欠缺。由于Al合金密度小、易加工等优点而被广泛运用到海洋建设和航空航天领域,因而经常会遇到腐蚀问题。研究Al基非晶材料的抗腐蚀性能,对深入了解其腐蚀机理,拓展该种材料的适用范围都具有重要意义。因此,有必要对Al基非晶材料展开深入细致的研究。本文以玻璃态Al-RE-TM系合金的研究为基础,添加稀土元素Ce或Y和过渡元素Ni、Ti、Cr、Co的其中一种组成四元和五元合金,然后在真空环境下采用单辊旋淬法制备出四元、五元合金条带,利用X射线衍射对合金进行非晶结构表征。然后采用极化曲线测量方法和交流阻抗技术研究了玻璃态合金Al86Ce7Ni3Co4、Al86Ce5Ni6Cr3、Al88Ce6Ni4Ti2、Al87Y7Ni4Ti2和Al86Y4Ce3Ni4Co3在不同pH值(pH=2、7、12)的NaCl(3.5wt.%)溶液中的抗腐蚀行为,并使用SEM对腐蚀形貌进行观察,分析了影响玻璃态铝基合金腐蚀行为的因素和腐蚀机理。研究结果表明:(1)在0.01M HCl的NaCl(3.5wt.%)溶液中,Al86Ce5Ni6Cr3的抗腐蚀性能最强,Al88Ce6Ni4Ti2的抗腐蚀性能最差;五种合金的抗腐蚀性能均比非晶纯铝差。(2)在3.5wt.%NaCl溶液中,Al88Ce6Ni4Ti2和Al86Ce7Ni3Co4的抗腐蚀性能相差不大且最好,而Al87Y7Ni4Ti2最差。Al86Ce7Ni3Co4、Al88Ce6Ni4Ti2的抗腐蚀性能大概是非晶纯铝的1~3倍。(3)在0.01M NaOH的NaCl(3.5wt.%)溶液中,Al86Ce7Ni3Co4和Al87Y7Ni4Ti2抗腐蚀性性能相差不大且最好,是非晶纯铝的1~2倍。Al86Ce5Ni6Cr3、Al87Y7Ni4Ti2、Al86Y4Ce3Ni4Co3、Al86Ce7Ni3Co4和Al88Ce6Ni4Ti2的点蚀发展趋势依次增大,钝化膜修复能力依次减弱。(4)Ti、Cr、Y在pH=2,7,12的NaCl溶液中都有富集现象,而Co、Ni只在pH=7,12的NaCl溶液中有明显的富集现象,说明元素的富集有利于促进钝化膜形成。
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