Cl^-浓度和pH值对AZ31镁合金腐蚀行为的影响

研究了AZ31镬合金在不同Cl-浓度和pH值的NaCl溶液中的腐蚀行为,从腐蚀形貌和腐蚀速率等方面对其进行了定性和定量描述,并对其腐蚀机理进行了探讨.经NaCl溶液腐蚀的AZ31镁合金呈现出明显的点蚀特征.随着Cl-浓度的增大,金属的阳极溶解和局部腐蚀加剧,AZ31镁合金的腐蚀速率也急剧增加,腐蚀程度加重.同时,溶液pH值的增大有利于AZ31镬合金表面形成更稳定的Mg(OH)2钝化膜.于是,随着溶液pH值从7增大到12,AZ31镁合金的腐蚀速率减小,耐腐蚀性能增强.     

Mg-Al和Mg-Li镁合金板在NaCl水溶液中的腐蚀行为

采用电化学方法分别研究了AZ31镁合金轧制板、AZ80镁合金轧制板、ZE42镁合金热挤压板、LZ91镁合金轧制板和LA101镁合金热挤压棒等5种不同的镁合金在质量浓度为5.0%氯化钠水溶液中的腐蚀行为。采用失重法测量每一种合金的腐蚀速率,并且采用扫描电镜(SEM)观察了腐蚀产物的形貌,利用X射线衍射仪(XRD)分析了每种镁合金的相组成。结果表明:电势分布较为均匀的镁合金可减小镁合金的微电偶腐蚀趋势,5种镁合金板(棒)材在NaCl水溶液中的腐蚀速率由低到高的顺序是:AZ80AZ31LA101LZ91ZE42。经36 h浸泡腐蚀后,在NaCl水溶液中镁合金表面主要被腐蚀产物Mg(OH)_2所覆盖,且随着浸泡时间延长,所有镁合金均呈现出明显的点蚀特征,阳极溶解和局部腐蚀程度加重,发生析氢反应,最后变为均匀腐蚀。     

LC4铝合金在热带海洋大气环境中的早期腐蚀行为

通过现场暴露实验,研究了LC4铝合金在西沙群岛典型热带海洋大气环境中暴露个月和3个月后的腐蚀行为和规律.采用扫描电镜观察了腐蚀产物的表面和断面微观形貌,并用能量色散谱(EDS)、红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)分析了腐蚀产物元素和组成.测试了LC4铝合金腐蚀后的极化曲线和电化学阻抗谱.实验结果表明:LC4铝合金在西沙海洋气候环境中暴露1个月和3个月后发生了明显的局部腐蚀,Cl-是促进点蚀发生的主要原因.腐蚀产物中主要包含氧、钠、铝、硅、钙、氯、硅等元素,主要腐蚀产物为Al_2O_3.3H_2OAl(OH)_3、AlOOH、AlCl_3等.随大气暴露时间延长,腐蚀电流密度减小,表明腐蚀产物对基体有一定的葆护作用.     

AZ40镁合金在模拟海水介质中的腐蚀行为

采用Tafel极化曲线、电化学阻抗谱方法研究了AZ40镁合金在模拟海水介质中的腐蚀行为,采用光学显微镜、扫描电子显微镜对腐蚀形貌进行了观察,结合介质pH值测量,讨论了腐蚀机理。结果表明,AZ40镁合金在模拟海水介质中的耐蚀性能较差;腐蚀自发发生,初期以点蚀为主要特征;由于Mg(OH)2等腐蚀产物存在较多缺陷,且分布不均匀,不能有效阻止腐蚀的发展,致使腐蚀扩展迅速,合金表面在短时间内就被严重破坏。     

AZ31镁合金在模拟体液中的腐蚀行为研究

采用析氢实验和电化学测试技术,并结合三维显微技术研究H2PO-4、HCO-3以及pH值对AZ31镁合金在模拟体液中腐蚀行为的影响。结果表明,H2PO-4和HCO-3对AZ31镁合金在NaCl溶液中的腐蚀具有一定的缓蚀效果,在NaCl+KH2PO4和NaCl+NaHCO3溶液中浸泡54h后,AZ31镁合金表面起伏幅度由在NaCl溶液中的150μm分别降至55μm和80μm左右,但表面均出现不同程度的局部腐蚀倾向;随着pH值上升,AZ31镁合金在Hank’s液中的腐蚀速率下降,但pH值越高,AZ31镁合金在受到阳极极化时的局部腐蚀倾向也越大。     

微量Ca和Sn对提高Mg–3Al–1Zn合金耐蚀性的作用

镁合金耐腐蚀性差极大限制了商用镁合金的广泛应用。微合金化是提高镁合金腐蚀性能最简单有效的方法。基于低成本合金成分设计，通过扫描开尔文探针力显微镜、析氢、电化学测试和腐蚀形态分析表征了含有微量 Ca 或 Sn 元素的商用 Mg–3Al–1Zn (AZ31) 合金的腐蚀行为。结果表明:在 AZ31 合金中，Al₂Ca/α-Mg和Mg₂Sn/α-Mg的电势差分别为 (230 ± 19) mV和(80 ± 6) mV，远低于Al₈Mn₅/α-Mg的电势差(430 ± 31) mV，即AZ31–0.2Sn合金的耐腐蚀性能最好，AZ31–0.2Ca 次之，而 AZ31 合金最差。此外，Sn溶入基体当中明显提高了α-Mg的电势，并在基体界面形成了致密的SnO₂膜，而Ca元素通过富集在腐蚀产物层当中，使得AZ31–0.2Ca/Sn合金的腐蚀产物层比AZ31合金更加致密、稳定和更具保护性。因此，含0.2wt% Ca或Sn元素的AZ31合金表现出优异的耐腐蚀性能，具有更全面的商业应用潜力。     

AZ31镁合金在NaCl溶液中的电化学腐蚀行为研究

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱等方法研究了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.     

微观组织和pH对Mg-Gd-Y-Zr镁合金酸雨腐蚀的影响

为探求Mg-Gd-Y -Zr合金板在酸雨环境下的腐蚀情况,采用析氢法、极化曲线、交流阻抗、扫描电镜、X线衍射仪等手段研究Mg-Gd-Y-Zr T6态合金板在不同pH酸雨中的腐蚀行为.研究结果表明:酸雨pH越低,腐蚀孕育期愈短,腐蚀电位负移,该合金板的腐蚀速率愈大;合金板在酸雨中浸泡初期腐蚀速率较快,以局部腐蚀为主;腐蚀孕育期镁合金板中α相溶解及腐蚀产物的堆积导致合金腐蚀速率减慢,表现为均匀腐蚀;当具有部分保护作用的氢氧化镁膜破裂时,腐蚀加速,出现大量点蚀坑;初期的腐蚀产物主要是氢氧化镁和氧化镁,随空气中二氧化碳在酸雨中的溶解,最终形成花瓣状的Mg5(CO3)4(OH)2-5H2O.     

体液无机离子在镁表面的腐蚀机理

为揭示镁在人体中的腐蚀机理,通过分子动力学模拟方法研究计算了体液中无机离子Cl-、SO2-4、HCO3-和HPO2-4在镁表面的腐蚀,并用实验对模拟的结果进行了验证.研究结果表明:体系加入无机离子后,破坏了水分子的稳定结构,模拟体系的扩散系数明显增大.不同离子溶液与Mg(0001)表面的主要作用力为化学键Mg—O,其会很大程度地破坏镁致密的晶格结构,使镁的表面结构变得疏松有孔.其次,溶液中的Cl-、SO2-4、HCO3-和HPO2-4会通过孔隙进入镁结构内部,通过Mg—Cl、Mg—S、Mg—C和Mg—P间相互作用力拉大Mg—Mg的键长,使得其结构更加疏松,进一步加快其腐蚀进程.加入Cl-、SO2-4、HCO3-和HPO2-4以后,会生成氧化物MgOx H2x,使镁的腐蚀大幅度加快.加入Cl-以后,会生成HCl,加入SO2-4以后,O原子会把Mg原子拉出Mg层,Mg原子会溶入溶液,从而使镁层腐蚀.加入HCO3-以后,会生成H3 CO4.HPO2-4的加入,会生成弱酸H2 PO4.这些生成物都会对镁的腐蚀产生很大的影响.结果表明:加入无机离子后,模拟体系的氧化反应程度增大,增大了镁的腐蚀程度.生成物中若含有HCl、H2 SO4,其体系中镁的腐蚀剧烈,程度较深.生成物中若含有OH-,其也会对镁的腐蚀产生影响,但其生成量很少,影响程度有限.生成物中若含有H2 CO3、H3 PO4等弱酸,对镁的腐蚀作用相对较小,说明Cl-、SO2-4是引起镁腐蚀的主要原因.     

β-Mg17Al12相含量对AZ91镁合金腐蚀行为的影响

采用不同的时效工艺制备不同β-Mg17Al12相含量的AZ91镁合金.通过在重量百分比为3.5%的NaCl水溶液静态浸泡腐蚀实验研究β相对镁合金腐蚀行为的影响,通过腐蚀形貌、腐蚀失重率及电化学腐蚀电流、电位等进行验证实验.结果表明AZ91镁合金的腐蚀过程主要分为α-Mg的溶解、微电偶腐蚀、Mg(OH)2钝化膜的形成及β...     

钕对镁合金电偶腐蚀电流密度及分布的影响

气体保护条件下,通过向镁合金熔体中加入Mg-Nd中间合金的方法制备出不同稀土Nd含量的改性镁合金Mg-9Al-1Zn-xNd(AZ91Nd).采用电偶腐蚀、腐蚀电化学、X射线光电子谱(XPS)等方法研究了AZ91Nd镁合金在电偶腐蚀过程中的电流密度和分布的变化规律.电化学分析表明,在腐蚀过程中,镁合金腐蚀产物膜中含有一定量的Nd2O3,提高了AZ91Nd镁合金的自腐蚀电位和极化阻抗.腐蚀实验表明,Nd能够降低镁合金电偶腐蚀电流密度,促进电偶腐蚀电流在阳极表面均匀分布,抑制了局部腐蚀,提高了镁合金的抗电偶腐蚀性能.AZ91Nd耐蚀性提高的主要原因在于:Nd2O3提高了腐蚀产物膜的致密性导致合金的腐蚀电位和极化阻抗增加.     

SRB对AZ91镁合金在含氯离子溶液中腐蚀的影响

通过引入硫酸盐还原菌(SRB) 来改善AZ91镁合金在含氯离子溶液中的腐蚀情况.发现:镁合金在无菌和含菌介质中的腐蚀均为点蚀;当Cl-含量低于1.5 g/L时,含菌和无菌试样表面仅出现微小的点蚀坑,两种试样的腐蚀速度相差不大,说明在低Cl-含量的溶液中,SRB对镁合金腐蚀的影响作用不大;当Cl-含量高于1.5 g/L时,两种试样表面的点蚀坑扩展,腐蚀速度随着Cl-浓度的增加而增大,且含菌试样的腐蚀速度要明显低于无菌试样,腐蚀电流密度和腐蚀电位随着Cl-浓度的增加而分别增大和降低,说明在高Cl-含量的溶液中,SRB生物膜的存在显著地降低了镁合金对Cl-的腐蚀敏感性.     

采用开尔文扫描探针技术研究镁合金偶接铜合金的电偶腐蚀规律

采用开尔文探针技术(SKP)测量AZ91D镁合金与H62铜合金偶接试样在盐雾加速实验中的电偶腐蚀规律. 研究表明:AZ91D镁合金的电偶腐蚀效应受到阳极与阴极的电位差的影响,AZ91D镁合金与H62铜合金偶接试样之间的伏打电位差约为-1.22V, AZ91D镁合金存在显著的电偶腐蚀效应. 由于存在较大的伏打电位差,在盐雾实验初始阶段,电偶腐蚀主要发生在偶接界面AZ91D镁合金一侧附近区域,而H62黄铜没有发生明显腐蚀. 由于AZ91D镁合金在盐雾中生成的腐蚀产物对基体具有一定的保护作用, AZ91D镁合金表面腐蚀产物与基体间存在显著的伏打电位差,导致AZ91D镁合金基体形成新的腐蚀产物. 因此,随着盐雾实验时间延长,AZ91D镁合金电偶腐蚀效应降低,H62铜合金腐蚀加快.     

新型医用Mg(98.7－x)-Zn1.0-Ca0.3-Mnx合金在hank's模拟体液中的降解行为

采用真空感应熔炼,结合熔融浇铸法制备了可降解Mg(98.7－x)-Zn1.0-Ca0.3-Mnx四元合金材料.利用光学显微镜、X射线衍射仪,扫描电镜对合金进行分析和表征.并运用浸泡实验和电化学实验探讨了合金在hank's模拟体液中的降解行为.结果表明：Mn含量为1.5%时,铸态镁合金的晶粒得到显著细化,晶粒尺寸减小到20～30 μm;Mn元素可促进Ca原子在Mg基体中形成均匀分布的Mg2Ca相,从而改善合金的抗腐蚀性能;合金的腐蚀速率随Mn含量的增加而显著降低,加入1.7%Mn时,其平均腐蚀速率和电化学腐蚀速率分别降低到0.135 mm/a和0.265 mm/yr,合金的抗腐蚀性能达到最佳值;合金的局部腐蚀严重,存在“河流状”和“骨架状”的腐蚀形貌;腐蚀产物主要由Mg(OH)2、MgCO3、Mg3(PO4)2以及少许MgO与Mg颗粒组成.     

氯离子对AZ91镁合金微生物腐蚀的影响

摘 要：本文研究了Cl-对AZ91镁合金微生物腐蚀的影响。硫酸盐还原菌(SRB)在镁合金表面形成生物膜,能够对Cl-穿透生物膜到达金属表面起到阻挡作用。随着Cl- 浓度的增加,镁合金在含菌培养基中的平均腐蚀速度逐渐增加,腐蚀电位逐渐降低。当含菌培养基中的Cl-浓度小于1.5g/l时,Cl-对镁合金微生物腐蚀的影响不大;当Cl-浓度大于1.5g/l时,微生物生物膜的存在显著地降低了镁合金对Cl-的腐蚀敏感性。     

盐粒沉降对Zn大气腐蚀的影响

使用石英晶体微天平(QCM)并结合红外透射光谱(IRTS)研究了海洋大气环境和工业大气环境对金属Zn在薄液膜下大气腐蚀的影响.QCM试验表明:研究的几种电解质中,NaCl对Zn的腐蚀最严重,其次是(NH4)2SO4,NaNO3较弱,Na2CO3最轻微.结合红外光谱对腐蚀产物的分析,阐述了各种不同电解质条件下的腐蚀机理.     

不同介质对AZ31镁合金疲劳行为的影响

通过疲劳试验、扫描电子显微镜(SEM)等手段,研究挤压态镁合金AZ31在空气w(NaCl,Na2SO4)=3.5%2种溶液中的疲劳行为。结果表明,合金在两种腐蚀介质下的疲劳性能明显下降,分别为58.91%和34.40%。腐蚀介质下,疲劳裂纹萌生机制的改变是镁合金疲劳性能下降的主要原因。Cl-穿透能力强,易形成点蚀坑,成为最佳萌生源。相比之下,Na2SO4溶液中的腐蚀类型改变和危害性也较小。     

304不锈钢在西沙海洋大气环境中的腐蚀行为

采用扫描电镜、能谱、电化学阻抗谱和拉曼光谱等分析测试手段,研究了西沙群岛苛刻海洋大气环境下,经过不同时间暴露后304不锈钢的腐蚀行为和机理.304不锈钢在西沙大气暴露后的腐蚀类型主要是以局部腐蚀的点蚀为主,腐蚀产物主要由β-FeOOH、γ-Fe₂O₃和Fe₃O₄组成.随暴露时间的延长,不锈钢表面钝化膜的稳定性变差,点蚀数目增加、点蚀坑深度增大日.表面腐蚀产物覆盖率也逐渐增多.与其他部位相比,点蚀更容易在表面划痕处产生.提高表面加工精度,有助于提高其耐腐蚀性能.     

AZ31镁合金微区电偶腐蚀的数值研究

结合水平集函数方法及移动网格技术,利用有限元法模拟分析了离散型β相分布和连续型β相分布的AZ31镁合金在NaCl溶液中的腐蚀行为,通过解Nernst-Planck方程得到腐蚀过程中AZ31镁合金/NaCl界面的电势、氯离子及镁离子浓度分布,并通过扫描离子选择性电极实验验证了此模拟方法的可行性.模拟分析表明,当β相离散分布在α相周边时,在与β相相邻的α相区域腐蚀速率最快,形成腐蚀缩颈坑,坑内氯离子富集,进一步加速了α相的腐蚀,最终β相逐渐脱离合金进入溶液;当β相连续分布在α相周边时,α相不断被腐蚀,最终α相全部溶解而只剩β相,求解随即停止.扫描离子选择性电极实验结果表明此模拟模型可以对镁合金的电化学腐蚀进行较好预测和判断.     

AZ31镁合金微区电偶腐蚀的数值研究

结合水平集函数方法及移动网格技术,利用有限元法模拟分析了离散型β相分布和连续型β相分布的AZ31镁合金在NaCl溶液中的腐蚀行为,通过解Nernst-Planck方程得到腐蚀过程中AZ31镁合金/NaCl界面的电势、氯离子及镁离子浓度分布,并通过扫描离子选择性电极实验验证了此模拟方法的可行性.模拟分析表明,当β相离散分布在α相周边时,在与β相相邻的α相区域腐蚀速率最快,形成腐蚀缩颈坑,坑内氯离子富集,进一步加速了α相的腐蚀,最终β相逐渐脱离合金进入溶液;当β相连续分布在α相周边时,α相不断被腐蚀,最终α相全部溶解而只剩β相,求解随即停止.扫描离子选择性电极实验结果表明此模拟模型可以对镁合金的电化学腐蚀进行较好预测和判断.