镁合金电化学腐蚀 标准
- 格式:docx
- 大小:11.33 KB
- 文档页数:1
镁合金表面电化学阳极沉积氧化镁膜及其耐腐蚀性欧阳春;雷霆;唐炜;李年丰;周乐山【摘要】将镁合金置于浓度为10mol/L的KOH溶液中,在1.0V电压下电化学阳极氧化,然后在723K温度下热处理1h,在镁合金表面制备氧化镁(MgO)涂层,用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对涂层进行形貌表征和物相分析,研究有MgO涂层的镁合金在Hank模拟体液中的动态阳极极化曲线和浸泡3d溶液pH值的变化,通过SEM观察腐蚀后样品的形貌并进行成分分析,探讨腐蚀机理.结果表明:与裸合金相比,有MgO涂层的镁合金的腐蚀电位正移130mV,腐蚀电流减少2个数量级,腐蚀过程主要发生在氧化镁涂层并且没有明显的点蚀现象,表明有MgO涂层的镁合金具有优异的抗腐蚀性能.【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》【年(卷),期】2010(015)003【总页数】6页(P271-276)【关键词】镁合金;表面改性;电化学腐蚀;Hank模拟体液【作者】欧阳春;雷霆;唐炜;李年丰;周乐山【作者单位】中南大学,粉末冶金国家重点实验室,长沙,410083;中南大学,粉末冶金国家重点实验室,长沙,410083;中南大学,粉末冶金国家重点实验室,长沙,410083;中南大学,粉末冶金国家重点实验室,长沙,410083;中南大学,湘雅医院,长沙,410008;中南大学湘雅医学院,长沙,410013【正文语种】中文【中图分类】TG139生物降解镁合金材料是继无机生物陶瓷和生物活性高分子聚合物之后的又一类新兴生物材料。
该材料具备作为生物医用材料所要求的良好的医学安全性基础,有望发展成为生物医用可降解植入材料及器件,在可降解心血管支架以及替代骨组织的工程支架材料等方面展示出巨大的应用前景,正受到越来越多的关注[1-2]。
目前,镁及镁合金作为生物医用材料的主要瓶颈在于镁及镁合金的耐蚀性差[3],特别是在有氯离子存在的腐蚀环境中腐蚀速率很快。
因此,提高镁合金耐蚀性能,成为当前镁合金生物材料的研究热点。
111科学技术Science and technology镁合金的电化学腐蚀行为与反应机理研究朱新生(重庆市渝江防腐开发公司,重庆 400020)摘 要:针对镁合金的电化学腐蚀行为与反应机理,以及将介质环境与合金元素对镁合金的腐蚀过程的影响规律进行研究。
在镁合金的电化学腐蚀行为进行研究方向的了解,并进行展望。
关键词:镁合金;电化学腐蚀行为;反应机理中图分类号:TG178 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2020)12-0111-2收稿日期:2020-06作者简介:朱新生,男,生于1969年,重庆垫江人,研究生,中级,研究方向:化工机械设备及钢构防腐材料及防腐涂料。
Mg 的密度为1.7g/cm 3,在地壳中Mg 的资源总量占2.72%,海水占0.131%。
在工程应用中镁合金在工程建设中属于最轻的金属结构材料,镁合金在工程应用中非常受人们欢迎,它有许多优点例如降噪减震效果优、比强度高弹、性模量低、密度低等。
当今社会不断发展,镁合金的制造成本也变得越来越低、生产、净化、加工技术都得到了较快程度的发展,并且镁合金在不断地变轻,节能低耗的效果也在不断增强。
因此,在航空航天和3C 等产业使用镁合金材料受到了人们的广泛关注。
镁合金虽然有多种独特的性能和广阔的市场应用前景,但却因其耐腐蚀性比其它金属差距过大,从而导致镁合金的应用规模受到了极大的限制[1]。
1 镁合金的腐蚀 在纯水中镁合金可保持多年并不发生腐蚀现象,但在CT 溶液中镁合金的腐蚀速度却极快。
在空气中形成的这层氧化膜疏松多孔,致密系数a=0.79<1,因此对与镁基体来说,这层膜根本起不到任何作保护用。
面对镁合金耐腐蚀性较差的特点,对镁合金的保护措施有:其一将镁合金内的杂质进行最大程度的净化,是镁合金高纯化;其二利用均匀化处理、时效、半固态以及变形等处理方式,将镁合金内的微观组织进行改善;其三将Mn 和Al 以及稀土元素等加入镁合金中,从而进行合金化;其四利用化学转化膜、涂层以及离子注入等技术对镁合金进行表层改性以及表面涂层稀土元素在合金元素中占据着非常重要的地位,它对合金有着非常重要的作用,其一他能够增强合金对于物体的力量支撑,其二它还可以利用阴极相控制、腐蚀结构进行腐蚀转变,在转变的过程中不断提高镁合金的耐腐蚀性,因此在耐腐蚀方面稀土元素是最具研究和发展空间的。
镁的腐蚀镁是所有工业合金中化学活泼性最高的金属,标准电极电位为-2.37V。
在干燥的大气中,镁表面可以形成氧化物膜层,对基体有一定的保护作用。
但是镁的氧化膜层疏松多孔,其耐蚀性较差,因而呈现出较高的化学活性和电化学活性,尤其是在潮湿的环境中以及Cl-存在的条件下极易发生腐蚀。
镁在大气中腐蚀的阴极进程是氧的去极化,其腐蚀性主要取决于大气的湿度及污染程度。
一般地,潮湿的环境对镁的腐蚀,只有当同时存在腐蚀性颗粒的附着时才发生作用[2]。
如果大气清洁,湿度达到100%时,镁合金表面只有一些分散的腐蚀点。
但当大气污蚀、腐蚀性颗粒在镁合金表面构成阴极时,表面则迅速被腐蚀,而且环境硫化物、氯化物成份的存在将加速镁的腐蚀[3]。
镁合金由于电极电位低,当镁及其合金与其它金属接触时,一般作为阳极发生电偶腐蚀。
阴极可以是与镁直接有外部接触的异种金属,也可以是镁合金内部的第二相或杂质相。
对于氢过电位较低的金属如Fe、Ni、Cu等,作为杂质在合金内部与镁构成腐蚀微电池、导致镁合金发生严重的电偶腐蚀。
而那些具有较高氢过电位的金属,如Al、Zn、Cd等,对镁合金的腐蚀作用相对较小。
镁合金基体与内部第二相形成的电偶腐蚀在宏观上表现为全面腐蚀。
文献[4]研究了AZ91D合金在大气条件下与异种金属的接触腐蚀行为,发现中碳钢和SUS304不锈钢与镁接触其电偶腐蚀,而经阳极氧化的铝合金与镁接触则镁合金的腐蚀效应下降[4]。
镁是自钝化金属,当暴露于含Cl-的非氧化性介质中,在自腐蚀电位下发生点蚀[5]。
将Mg-Al合金侵入Na Cl溶液中,经过一定的诱导期,产生点蚀。
点蚀的发生可能是由于沿Mg17Al12网状结构的选择性侵蚀造成的[2]。
Mg-Mn合金和Mg-Zn-Zr合金对应力腐蚀破裂不敏感,而Mg-Al-Zn合金具有应力腐蚀开裂倾向。
镁的应力腐蚀破裂既有穿晶的,也有晶间型的。
在pH值大于10.2的碱性介质中,镁合金非常耐应力腐蚀破裂,但在含Cl-的中性溶液中甚至在蒸馏水中,镁合金对应力腐蚀破裂非常敏感。
镁及镁合金电偶腐蚀镁钍锰、镁钍锆、镁钍锌锆系合金腐蚀合钍合金扩大了镁合金的应用范围,可以使镁合金在三百到三百五十摄氏度的温度下长期使用,短时间可达四百摄氏度。
可用于制造火箭零件,喷汽发动机部件。
在二十到二十二摄氏度湿度为百分之九十八的大气中,镁加上百分之一点八九的钍加百分之零点五七的锰合金经十个月试验证明,其耐蚀性不比MB8合金低,又无应力腐蚀发生。
含钍的铸造合金耐蚀性和工业上广泛采用的铸造ZM5合金在大气中耐蚀性对比看出,前者稍低些。
在百分之零点五的氯化钠溶液中,镁加上百分之三点一二的钍加上百分之零点七四的锆合金比铸态的ZM5合金腐蚀轻。
镁锂系合金镁锂合金是所研究的镁合金中最轻的金属结构材料,它不仅具备镁合金的优异性能,而且其密度小、抗高能粒子穿透能力强等特点更能满足现代社会对轻质材料的需求,在航空航天和通讯等领域将具有更广阔的应用前景。
镁锂系合金密度比普通工业镁合金低百分之十五到百分之二十五,此铍合金低百分之二十五到百分三十,比铝合金低百分之五十。
相对其他常规镁合金而言,镁锂合金比强度高,具有优良的冷、热变形能力,但是镁锂合金耐蚀性很差,放在常温大气中也会发生严重腐蚀。
此外,镁锂合金在潮湿大气中的应力腐蚀破裂敏感性很大。
镁加上百分之十三锂加上百分之一的铝合金在在百分之零点零一的氯化钠溶液中进行环形应力腐蚀试验时,两个月后被腐蚀成粉状。
合金元素对镁锂合金耐蚀性影响与锂含量有关。
锂含量低于百分之八的时候,镁锂二元合金耐蚀性优于镁铝锌合金(MB3)。
当锂含量超过百分之八以后,其耐蚀性明显下降。
镁及镁合金电偶腐蚀因为镁及其合金的电位很负,因此,在电介质溶液中镁及其合金当与其他金属或者非金属接触后最容易产生腐蚀。
而与金属接触构成点偶的称为点偶腐蚀,与非金属材料接触产生的腐蚀叫接触腐蚀。
与许多工业金属材料接触的时候,镁及其合金均是阳极,而产生严重的点偶腐蚀。
在电介质溶液中其点偶腐蚀速度主要决定于金属材料的氢超电位。
干货一文了解镁合金的腐蚀与防护资源消耗和环境污染已成为21世纪人类可持续发展面临的首要问题。
镁合金以质轻、结构性能优异以及易于回收等众多优点成为装备制造业轻量化发展的首选材料;而且,无论在储量、特性、应用范围、循环利用、以及节能环保等方面和钢铁产业相比,镁合金均具有非常明显的优势。
据预测,随着镁合金应用技术和价格两大瓶颈的突破,全球镁合金用量将以每年20%的幅度快速增长,这在近代工程金属材料的应用中是前所未有的。
大规模开发和利用镁合金的时代已经到来,它必将成为未来产业革命可持续开发资源的核心。
然而,由于镁的化学性质十分活泼,标准电极电位很负(-2.36VSCE),导致镁合金的耐腐蚀性很差,在腐蚀性介质中很容易发生严重的腐蚀;并且,镁合金的表面膜疏松多孔,MgO的PBR值为0.81,对基体保护能力差。
不适用于大多数的腐蚀环境。
因此,迄今为止,镁的应用仍然非常有限,镁合金的腐蚀与防护问题越来越受到人们的重视。
镁合金要大规模应用于工业,必须选用或开发适当的合金或对镁合金进行各种表面处理,采取一定的防护措施对镁合金构件进行保护。
在近几年的镁合金腐蚀与防护研究热潮中,具有不同功能特性的镁合金表面防护技术被广泛地研究,同时,针对新型镁合金的成分、结构、组织形态等方面也展开了大量电化学腐蚀机理的研究。
下面我们将简要介绍当前镁合金腐蚀与防护发展的现状。
1 镁合金电化学腐蚀行为及影响因素镁合金腐蚀的直接原因是合金元素和杂质元素的引入导致镁合金中出现第二相,在腐蚀性介质中,化学活性很高的镁基体很容易与合金元素和杂质元素形成腐蚀电池,诱发电偶腐蚀;此外,镁合金的自然腐蚀产物疏松、多孔,保护能力差,导致镁合金的腐蚀反应可以持续发展。
镁合金在潮湿的大气、土壤和海水中均会发生电化学腐蚀。
镁合金的腐蚀与纯镁的腐蚀相近,以析氢为主,氢离子的还原过程和阴极析氢过电位对镁的腐蚀过程起重要作用。
腐蚀过程的反应式为:Mg+2H2O→Mg(OH)2+H2↑。
第29卷 第1期2008年2月大连交通大学学报JOURNAL OF DAL I A N J I A OT ONG UN I V ERSI TYVol.29 No.1 Feb.2008 文章编号:167329590(2008)0120089204AZ31镁合金的电化学腐蚀行为谭庆彪,杨海刚,朱雪梅(大连交通大学材料科学与工程学院,辽宁大连116028)3摘要:采用阳极极化和电化学阻抗谱(E I S)技术研究了AZ31镁合金的电化学腐蚀行为.阳极极化结果表明:AZ31镁合金在中性NaCl溶液中发生活化溶解,随Cl-浓度增加,腐蚀速率增加;在不同pH溶液中,随pH值增大发生由活化溶解向自钝化的转变,临界值为pH=10.5.电化学阻抗谱结果表明:在Ecorr-100mV电位下,阻抗谱由单一容抗弧组成,等效电路为Rs (QRt),表征析氢反应过程;在Ecorr电位和E corr+100mV电位下,阻抗谱由高频容抗弧和低频感抗弧组成,等效电路为R s(QR t(LR L)),感抗弧的出现表明电极反应过程中存在中间产物M g+.关键词:AZ31镁合金;腐蚀;阳极极化;电化学阻抗中图分类号:TG113.12文献标识码:AElectrochem i ca l Corrosi on Behav i ors of AZ31M agnesi u m A lloysT AN Q ing2biao,Y ANG Hai2gang,ZHU Xue2mei(College of Materials Science and Engineering,Dalian J iaot ong University,Dalian116028,China)Abstract:The electr oche m ical behavi or of AZ31Mg all oy was investigated by measuring anod2 ic polarizati on curves and electr oche m ical i m pedance s pectr oscopy(E I S).The results of anodic polarizati on indicated that AZ31all oy diss olves in the NaCl s oluti ons with pH of7,and corr o2 si on rates of the AZ31Mg all oy increase with Cl-concentrati ons.I n different pH values s olu2 ti ons,the transf or mati on fr om the active diss oluti on t o the passivati on is taken p lace for AZ31 Mg all oy at a critical pH value of1015.A t a cathodic potential,the E I S shows only a capaci2 tive l oop in the high frequency range accounts for hydr ogen evoluti on,and the equal circuit is R s(QR t).A t the corr osi on potential and an anodic potential,the E I S consists of t w o l oop s,one capacitive in the high frequency range and another inductive in the l ow frequency range whichindicates inter mediate p r oductsMg+,and the equal circuit is Rs (QRt(LRL)).Key words:AZ31magnesiu m all oy;corr osi on;anodic polarizati on;E I S 镁合金密度低、比强度和比刚度高、减振性能好、能承受较大的冲击载荷,在汽车制造、航空航天和电子领域具有广阔的应用前景[1].镁合金腐蚀性能差的缺点成为制约其在工程领域中广泛应用的瓶颈之一[2,3],主要表现为点蚀,尤其是在含Cl-环境中的点蚀问题备受关注[4].目前,镁合金在含Cl-环境中的腐蚀问题研究主要集中在相结构和微观形态对其腐蚀性能的影响,进而研究镁合金的腐蚀机制[5-7],但腐蚀环境,如溶液的pH值、离子种类和浓度等,对镁合金尤其是变形镁合金腐蚀行为和过程的影响报道较少[8].本文采用阳极极化和电化学阻抗谱技术研究了AZ31变形镁合金在不同Cl-浓度及不同pH值溶液中的电化学腐蚀行为及过程,旨在进一步探讨镁合金的腐蚀机制.3收稿日期:2006212224作者简介:谭庆彪(1981-),男,硕士研究生E2ma il:x mzhu@.90 大连交通大学学报第29卷1 实验方法 实验材料选用AZ31变形镁合金板材,名义成分为3%A l,1%Zn,0.2%Mn,其余为Mg .试样尺寸为18mm ×18mm ×8mm 3,采用Si C 砂纸依次研磨至2000#,1.5μm 金刚石抛光膏抛光,获得光滑表面,丙酮清洗,吹干备用.阳极极化曲线采用CP5-1型综合腐蚀测试仪测量.采用三电极体系,参比电极为饱和甘汞电极(SCE ),辅助电极为铂电极,工作电极为被测试样,有效面积为1c m 2.测量时,试样电极在溶液中稳定5m in 后获得稳定的开路电位(E OCP ),再从低于E OCP 约150mV 起,以1mV s -1的速度进行动电位扫描.腐蚀介质为pH 为7的0.01~0.1mol/L NaCl 溶液和pH 为5.8~13的溶液.电化学阻抗谱(E I S )采用CP5-2型恒电位/恒电流仪、AC5型宽带频响分析仪和PC 机进行测量,测试频率范围为30kHz -5mHz,正弦波交流激励信号幅值为5mV.应用Zsi m p W in 软件进行E I S 数据拟合.测量前在给定电位处极化5m in .腐蚀介质为pH 为12的0.5mol/L NaCl 溶液.实验所用药品均为分析纯,溶液采用去离子水配制.2 实验结果与讨论 图1 AZ31镁合金在Cl -浓度为0.01~0.1m ol/L的中性NaC l 溶液中的阳极极化曲线图1给出了AZ31镁合金在Cl -浓度为0.01~0.1mol/L 的中性NaCl 溶液中的阳极极化曲线.由图可见,AZ31镁合金在不同Cl -浓度溶液中具有相似的阳极极化行为,均发生活化溶解,表明该合金在中性NaCl 溶液中腐蚀严重.自腐蚀电位E corr 和阴极Tafel 斜率随Cl -浓度增加变化不大,说明Cl -浓度对自腐蚀电位和阴极析氢反应影响较小;而随Cl -浓度增大阳极电流密度增加.这是由于Cl -优先吸附在镁合金表面缺陷处,发生如下反应[9]:M g 2++2C l -→M gC l 2+2e(1)形成可溶性的MgCl 2,抑制了具有保护性的氧化物膜层的形成,有利于新鲜表面与电解质溶液接触,使腐蚀速率增加,腐蚀电流密度增大,Cl -浓度越大,上述作用越明显.图2 AZ31镁合金在pH 为5.8~13溶液中的阳极极化曲线图3 AZ31镁合金在0.5m ol/L 、pH 为12的NaC l 溶液中的阳极极化曲线 图2给出了AZ31镁合金在pH =5.8~13溶液中的阳极极化曲线.由图可见,AZ31镁合金自腐蚀电位E corr 随pH 值增加变化不大,维持在-1550mV 左右.pH 值小于9时,发生阳极活化溶解,没有钝化趋势.随着pH 值的增加直至13,(Mg,A l )(OH )n 或(Mg,A l )x O y 的致密氧化物膜形成[6],对基体起到了 第1期谭庆彪,等:AZ31镁合金的电化学腐蚀行为91 有效的保护作用,自钝化发生.致钝电流密度I c 和维钝电流密度I p 在pH 为12的溶液中最小,钝化能力最好,而pH 为13时,维钝电流密度反而增大,这可能是由于部分A l 2O 3转化成A l O -2进入溶液,使氧化物膜致密度降低,导致维钝电流密度I p 增大.图3给出了AZ31镁合金在0.5mol/L 、pH 为12的NaCl 溶液中的阳极极化曲线.由图可见,随着Cl -浓度增大到0.5mol/L,即使在pH 为12的条件下AZ31镁合金同样发生活化溶解.这可能是由于Cl -浓度的增大,(Mg,A l )(OH )n 或(Mg,A l )x O y 的致密氧化物膜被严重的破坏,形成大量可溶性的MgCl 2,腐蚀严重.为了进一步研究AZ31镁合金的腐蚀过程,测量了此条件下的E I S 谱.图4 AZ31镁合金在0.5m ol/L 、pH 为12的NaC l 溶液中的E I S 谱及其拟合谱图5 拟合E I S 谱的电极系统等效电路图4给出了AZ31镁合金在0.5mol/L 、pH 为12的NaCl 溶液中的E I S 谱及其拟合谱.测量电位分别为阴极电位-1657mV (E corr -100mV )、自腐蚀电位-1557mV (E corr )、阳极电位-1457mV (E corr +100mV ),如图3所示.图5给出了拟合E I S 谱的电极系统等效电路[10],分别对应阴极电位E corr -100mV [图5(a )]和自腐蚀电位E corr 、阳极电位E corr +100mV [图5(b )].图中,R s 为溶液电阻,Q 为常相位角元件,R t 为电荷转移电阻,L 为等效电感.E I S 谱均表现为圆弧形,表明在这三种电位下电极反应过程均受活化控制.在阴极电位E corr -100mV,E I S 表现为单一高频容抗弧,电极系统只存在一个时间常数,根据图5(a )等效电路进行拟合,拟合效果较好,表明电极表面膜完整覆盖在合金表面[11],主要进行阴极析氢反应.在自腐蚀电位E corr 和阳极电位E corr +100mV,E I S 均由高频容抗弧和低频感抗弧组成,电极系统存在两个时间常数,根据图5(b )等效电路进行拟合,拟合效果较好,感抗弧的出现表明阳极溶解过程中存在中间产物[10].宋光铃[11]等已证实镁在电极反应过程中出现单价Mg +,此时电极反应过程如下:M g →M g ++e(2)M g ++H 2O →M g 2++OH-+1/2H 2(3)2H 2O +2e →2OH-+H 2(4)且在E corr 下具有较大的容抗弧直径,表明在此二种电位下,合金虽具有相同的腐蚀机制,但自腐蚀电位下的合金表面氧化膜具有优于阳极电位下的保护作用.由图4还可见,R t 随测试电位升高而减小.在电极/溶液界面上,交换电流密度i 0和双电层电容C d l 可按下述公式计算[12]:i 0=(R T /nF )/R t (5)C d l =0.5πf m ax i 0(6)式中,n 为电极过程中的转移电荷数,F 为法拉第常数,f m ax 为容抗弧最高点频率.交换电流密度i 0表征腐蚀速率,随腐蚀速率增加而增加,式(5)表明电荷转移电阻R t 越大,电极腐蚀速率越小.综合式(5)和(6)可知,随着R t 增大C d l 减小,电极表面膜完整[10].R t 随测试电位升高而减小,表明合金表面膜由完整出现局部破坏,证明了部分保护膜机制[13]. 大连交通大学学报第29卷923 结 语(1)AZ31镁合金在中性NaCl溶液中发生活化溶解,随Cl-浓度增加,腐蚀速率增加;在不同pH溶液中,随pH值增大,AZ31镁合金发生由活化溶解向自钝化的转变,pH临界值为10.5.(2)AZ31镁合金在0.5mol/L、pH为12的NaCl溶液中发生电化学腐蚀,阴极过程为析氢过程;高于自腐蚀电位E,发生阳极溶解,电极反应过程存在中间产物Mg+.corr(3)AZ31镁合金在0.5mol/L、pH为12的NaCl溶液中随测试电位升高,电荷转移电阻R减小,低t频出现感抗弧,表明合金表面膜由完整变为局部破坏,证明了部分保护膜机制.参考文献:[1]C LOW B B.M agnesiu m industry overvie w[J].Advanced M aterials Pr ocesses,1996,150(4):33234.[2]K OJ I M A Y,A I Z AWA T,H I G ASH I K,et al.Pr ogressive step s in the p latfor m science and technol ogy for advanced magnesi2u m all oys[J].Materials Science Foru m,2003,419:3220.[3]S ONG G L,AT RE NS A.Corr osi on Mechanis m s of Magnesiu m A ll oys[J].Advanced Engineering M aterials,1999,1(1):11233.[4]MAK AR G L,KRUGER J.Corr osi on of magnesiu m[J].I nternati onalM aterials Revie ws,1993,38(3):1382153.[5]LUNDER O,V I D E M M,N I S ANC I O G LU K.Corr osi on resistant magnesiu m all oys[J].Journal of Materials Manufacturing,1995,104:3522357.[6]S ONG G L,AT RE NS A,WU X,et al.Corr osi on behavi our of AZ21,AZ501and AZ91in s odiu m chl oride[J].Corr osi onScience,1998,40:176921791.[7]AMBAT R,AUNG N N,ZHOU W.Role of i m purities on Mg surfaces under a mbient exposure conditi ons[J].Corr osi on Sci2ence,2000,42:143321455.[8]ALT UN H,SE N S.Studies on the influence of chl oride i on concentrati on and pH on the corr osi on and electr oche m ical be2havi our of AZ63magnesium all oy[J].Materials and Design,2004,25:6372643.[9]DUTT A MAJUMDAR J,G ALUM R,MORD I KE B L,et al.Effect of laser surface melting on corr osi on and wear resistanceof a commercial magnesiu m all oy[J].M aterials Science and Engineering,2003,A361:1192129.[10]曹楚南,张鉴清.电化学阻抗谱导论[M].北京:科学出版社,2002:24232.[11]S ONG G UANG L I N G,ATRE NS ANDRE I.The electr oche m ical corr osi on of pure Magnesiu m in1N NaCl[J].Corr osi on Sci2ence,1997,39(5):8552875.[12]UDHAY AN R.Devendra Prakash Bhatt.On the corr osi on behavi our of magnesiu m and its all oys using electr oche m ical tech2niques[J].Joural of Power Sources,1996,63:1032107.[13]S ONG G,ATRE NS A,ST JOHN D,et al.The anodic diss oluti on of magnesiu m in chl oride and sul phate s oluti ons[J].Cor2r osi on Science,1997,39:198122004.。
镁的标准电极电位是-2.37V,它的平衡电位在金属中是很小的,比铁低2V左右,比铝低0.7V左右。
在不同金属材料组成的构件中,镁及镁合金由于电位低,作为阳极而遭到电化学腐蚀;如果把镁合金作为一个电池系统,基体为阳极,其他金属元素形成的金属间化合物为阴极。
在酸性溶液中,镁及镁合金析氢反应发生阳极极化,PH越低,对应的氢平衡电位正移,阳极极化的热力学趋势增大;在碱性溶液中,镁合金表面反应生成稳定的难溶的Mg(OH)2膜,随着PH增大,氢电极电位更负,阳极的极化速度减慢。
在镁合金中,大多数添加的合金元素在镁基体中形成金属间化合物,这些金属间化合物的电位比基体高,与基体之间存在电位差,如常见的镁合金,在镁中添加Al,Mn,Cu,Fe,Co,Ni等元素,易形成Mg4Al3,Mg2Ni,FeAl3,MgCu2,Mn,Co等阴极相,这些有效的阴极相,与基体的电位差在0.43-1.39之间变动,使镁合金在腐蚀的环境遭到腐蚀。
由于镁的电极电位很低,很多合金元素即使含量很少也能同镁形成电位较高的金属间化合物相,在一定条件下破坏合金。
镁合金的电化学特性决定了镁合金极易遭受电化学腐蚀。
zn al mg腐蚀电位
锌(Zn)、铝(Al)和镁(Mg)都是常见的金属元素,它们在
化学反应中都具有不同的腐蚀电位。
腐蚀电位是指金属在特定环境
中开始发生腐蚀的电位。
在标准条件下,锌的腐蚀电位约为-0.76V,铝的腐蚀电位约为-0.95V,镁的腐蚀电位约为-2.37V。
这些数值表明,在相同的环境中,镁的腐蚀电位最低,因此在
相同条件下,镁更容易发生腐蚀。
而锌和铝的腐蚀电位相对较高,
因此它们在相同条件下相对不容易发生腐蚀。
需要注意的是,腐蚀电位受到环境条件的影响,例如溶液的酸度、氧含量、温度等因素都会对金属的腐蚀行为产生影响。
因此,
在实际应用中,需要综合考虑金属的腐蚀电位以及环境因素来评估
金属的腐蚀性能。
总的来说,锌、铝和镁的腐蚀电位数值表明它们在不同环境条
件下的腐蚀行为,但在实际应用中需要综合考虑多种因素来评估金
属的腐蚀性能。
am60b镁合金标准
一、化学成分
AM60B镁合金的化学成分应符合相关标准,以保证其性能和稳定性。
其中,主要元素包括镁、铝、锌、锰等,其含量应符合标准规定。
二、力学性能
AM60B镁合金应具备一定的力学性能,以满足不同应用场景的要求。
其抗拉强度、屈服强度、延伸率等指标应符合标准规定。
三、耐腐蚀性能
镁合金在某些环境中容易受到腐蚀,因此其耐腐蚀性能是一个重要的考虑因素。
AM60B镁合金应具备良好的耐腐蚀性能,如抗大气腐蚀、耐酸碱腐蚀等。
四、耐疲劳性能
在循环应力作用下,材料会发生疲劳破坏。
AM60B镁合金应具备一定的耐疲劳性能,以抵抗循环应力的作用。
五、耐缝隙腐蚀性
镁合金在缝隙中容易发生腐蚀,因此其耐缝隙腐蚀性也是一个重要的考虑因素。
AM60B镁合金应具备良好的耐缝隙腐蚀性,以减少腐蚀的发生。
六、与其他材料的相容性
镁合金与其他材料接触时,可能会发生化学反应或电化学反应,导致腐蚀或损坏。
因此,AM60B镁合金应具备良好的与其他材料的相容性,以避免不利的化学或电化学反应。
七、加工性能
镁合金的加工性能也是一个重要的考虑因素。
AM60B镁合金应具备良好的加工性能,如易于加工、不易变形等,以满足不同加工要求。
八、质量要求
为了保证AM60B镁合金的质量和稳定性,应采取一系列的质量控制措施,如严格的生产工艺控制、质量检验等。
同时,对于不合格的产品应及时进行返工或报废处理,以确保产品的质量和稳定性。
镁合金电化学腐蚀标准
镁合金电化学腐蚀标准如下:
1.试验前准备。
试样工作面应研磨、抛光,非工作面应进行防腐蚀
处理。
2.试验溶液配制。
按照规定的浓度和体积,将试样放入盛有腐蚀介
质的容器中,将容器置于恒温水浴中。
3.试验过程。
将腐蚀介质倒入容器中,使试样完全浸泡在腐蚀介质
中,记录下试样浸泡的时间。
4.试验后处理。
取出试样,用清水冲洗,用滤纸吸干表面水分,用
肉眼观察试样的变化情况,并记录腐蚀现象。
5.腐蚀速率计算。
根据试样的质量、体积和腐蚀速率计算公式计算
出试样的腐蚀速率。
6.数据记录和处理。
记录下试样的质量、体积、腐蚀速率等数据,
并绘制出试样的腐蚀曲线。