模拟酸雨中镁合金的腐蚀行为研究

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镁合金是目前已知的最轻的结构材料,具有比强度、比刚强度高,阻尼性、导热性好,良好的铸造性,易回收等优点,已成功应用于航空、汽车、电子等工业。但镁合金的化学活泼性非常高,耐腐蚀性能差,从而限制了它在很多领域的应用。酸雨是金属材料腐蚀行为的重要影响因子,能够明显加速金属材料的大气腐蚀破坏速度。本文通过实验室模拟实验,研究了AZ91D和AM60B镁合金的腐蚀行为,利用交流阻抗技术监测了两种镁合金在重庆大气中的腐蚀行为,试图为阐明酸雨对镁合金的腐蚀影响机制提供基本的实验依据。在模拟酸雨溶液中,采用极化曲线,电化学阻抗谱(EIS),SEM和XRD研究了溶液pH值,溶液中主要的侵蚀性离子以及浸泡时间对镁合金的腐蚀行为影响。结果表明:随着溶液pH值升高,AZ91D和AM60B镁合金的腐蚀电位变正,腐蚀速率减小,同一腐蚀电位下阳极极化电流变小,AZ91D镁合金表面形成一层较为完整的表面膜,对基体金属具有一定的保护作用,而AM60B镁合金的表面膜被破坏;NO3-,Cl-,SO42-使两种镁合金的极化电阻均变小,腐蚀电流密度增大;在模拟酸雨溶液中,AZ91D镁合金的开路电位和阻抗随时间的延长先下降,然后逐渐升高。浸泡时间为2h时,阻抗谱中出现了感抗弧,点蚀发生。当浸泡时间达到72h时,阻抗谱由两个容抗弧组成,电极表面形成了比较完整的腐蚀产物膜。AM60B镁合金的开路电位和阻抗随浸泡时间延长而增大,浸泡时间为2h时,EIS中感抗弧消失,转变为低频容抗弧,电极表面开始有腐蚀产物层生成;镁合金在模拟酸雨中浸泡后,表面整体受到腐蚀,形成了较深的腐蚀坑,腐蚀类型以点蚀为主。腐蚀产物呈层状结构,容易脱落。镁合金中的Al元素大量溶解,试样表面的腐蚀产物主要由MgO和MgAl2(SO44·2H2O组成。大气腐蚀监测实验结果表明:大气相对湿度和温度是影响镁合金大气腐蚀的重要因素之一。相对湿度越大,镁合金的腐蚀速度越大;大气腐蚀是一个干湿交替的过程,从Rp值的变化情况可以看到,大气腐蚀的特点是复杂性和不稳定性。
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