AZ91D镁合金在汽车发动机冷却液中的缓蚀剂研究-材料科学与工程毕业论
AZ91D镁合金的处理方式文献
AZ91D镁合金镁合金具有密度小，良好的切削加工性、尺寸稳定性、铸造成型性及表面装饰性等诸多优点而受到广泛关注。
但镁合金变形困难，耐热和耐蚀性差，再加上系统研究镁合金的历史还比较短，因此基础研究明显滞后于应用。
AZ91D镁合金是开发最早、应用最为广泛的镁合金之一。
为不断扩大该合金的产业化应用，国内外从多个方面开展了大量工作．但总体来说缺乏系统性。
国内外有关AZ91D镁合金组织与合金相、力学性能、表面处理技术和加工工艺方面的最新研究进展，以期抛砖引玉，推动AZ91D镁合金的深入发展。
1、组织与合金相1.1 铸态组织及合金相一般认为铸态AZ91D镁合金主要由α-Mg、离异β-Mg17Al12相和共晶组织（α-Mg+β-Mg17Al12）组成，共晶组织（α+β）主要分布在晶界，呈薄片状或层状。
而离异β相则主要分布在晶体内部。
有研究表明，在Mg-AI合金中Al存在明显的偏析。
从晶粒内部至晶界逐渐增加．但未见详细分析。
晶界区域的富铝区实际为共晶组织（α+β）中的仅相。
其铝含量略低于β相的铝含量而不足以进一步形成β相，最终以共晶相形式长大。
可以推断其铝含量必然高于初生仅的铝含量。
已有研究者在AM50镁合金中观察到了类似的组织。
离异β相的形成与非平衡凝固有关，在晶体内部的某些区域。
在快速凝固过程中铝元素来不及扩散至晶界附近。
首先形成了β相，而此时的共晶仅相与初生仅相混合在一起，呈现出离异共晶的形态。
可以推测。
如果冷却速度进一步加快。
共晶组织和离异组织都会被抑制。
徐春杰等通过对比常规凝固和快速凝固薄带AZ91D镁合金的差热分析曲线证实了这一推断。
研究发现，前者在450℃左右有明显的DTA峰（β相的熔化峰），而后者组织为单相过饱和a固溶体．无明显的DTA峰。
Mn在AZ91合金中主要以固溶和形成金属间化合物两种形态存在。
据报道Mg-Al系镁合金中的Al-Mn金属间化合物主要有Al6Mn、Al4Mn、AlMn及Al8Mn5四种，形状主要有针状、十字状、花朵状及颗粒状；大小为0.1-30um。
AZ91D镁合金在几种典型介质中的腐蚀性能研究
AZ91D镁合金在几种典型介质中的腐蚀性能研究王建;周婉秋;武士威;赵强【摘要】采用电化学方法,在0.1M NaCl和0.1M Na2SO4及0.1M Na2CO3等几种典型介质中研究了AZ91D镁合金的腐蚀行为.极化曲线结果表明:在NaCl和Na2SO4中,阳极极化曲线为活性溶解,在Na2CO3中阳极极化曲线呈现钝化特征.在3种介质中的耐腐蚀性顺序为:NaCl＜Na2SO4＜Na2CO3.EIS结果显示:AZ91D 镁合金在几种介质中的电化学阻抗谱均由一个高频容抗弧和一个低频容抗弧组成.形貌观察表明:AZ91D镁合金的腐蚀均只发生在α相,β相不发生腐蚀.在NaCl中腐蚀最为严重,腐蚀的面积较大;在Na2SO4中腐蚀面积较小,在Na2CO3中腐蚀程度最轻,且腐蚀得比较均匀.%Corrosion behavior of AZ91D magnesium alloy in several typical media including 0.1 M NaCl, 0.1M Na2SO4 and 0.1 MNa2CO3 were investigated by electrochemical methods.Polarization curve tests showed that anodic polarization curves presented in active dissolution characteristic in 0.1 M NaCl and 0.1 M Na2SO4, while, the anodic branch of polarization curve in 0.1 M Na2CO3 presented in passivation characteristic.The order of anti-corrosion performance in the three media was as follows: NaCl＜ Na2SO4 ＜ Na2CO3.EIS measurements illustrated that the Nyquist plots included a high frequency capacitive impedance arc and a low frequency capacitive impedancearc.Morphologies observation indicated that the corrosion on AZ91D magnesium alloy surface only occurred in α phase interior, andβ phase did not be corroded.For AZ91D magnesium alloy, the worst corrosion occurred in the NaCl medium, and the area of attack was largest, the district ofcorrosion was less in Na2SO4 media, and the region of corrosion inNa2CO3 was the mildest and showed in uniform feature.【期刊名称】《沈阳师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(029)001【总页数】5页(P95-99)【关键词】镁合金;腐蚀行为;极化曲线;电化学阻抗谱【作者】王建;周婉秋;武士威;赵强【作者单位】沈阳师范大学,化学与生命科学学院,沈阳,110034;沈阳师范大学,化学与生命科学学院,沈阳,110034;沈阳师范大学,化学与生命科学学院,沈阳,110034;沈阳师范大学,化学与生命科学学院,沈阳,110034【正文语种】中文【中图分类】TQ0509+1镁合金的密度小,质量轻、比强度高,是最轻的金属结构材料[1],并以其广泛的分布和优异的物理及力学性能而成为一种非常理想的现代工业结构材料,在汽车工业[2]、航空航天、电子产品等领域有广阔的应用前景[3]。
两种铸造方式的汽车用AZ91D镁合金抗腐蚀性能对比
两种铸造方式的汽车用AZ91D镁合金抗腐蚀性能对比陈超【摘要】采用常规铸造和差压铸造工艺分别制备了汽车发动机壳体用AZ91D镁合金,研究了两种铸造方式对该合金电化学腐蚀行为的影响.通过显微组织分析、不同电解液中的电化学腐蚀行为以及差压铸造镁合金的电化学阻抗谱的研究表明,与常规铸造相比,差压铸造明显提高了AZ91D镁合金的耐腐蚀性能;在w(NaCl)=5％的NaCl和w(KOH)=5％的KOH电解液中的开路电位分别正移176 mV、184 mV,腐蚀电位分别正移152 mV、277 mV.【期刊名称】《轻合金加工技术》【年(卷),期】2014(042)009【总页数】5页(P22-26)【关键词】AZ91D镁合金;电化学腐蚀行为;常规铸造;差压铸造;电化学阻抗谱【作者】陈超【作者单位】淄博职业学院,山东淄博255314【正文语种】中文【中图分类】TB304;TG146.22镁合金因其密度小、比强度高、减震性和回收性好等优点而备受业界的关注，在航空、航天、汽车、摩托车、轮船、手持工具等领域得到了应用，然而镁合金的耐腐蚀性能不佳，严重阻碍了镁合金的大规模应用［1-2］。
关于镁合金耐腐蚀问题的研究，一直是镁合金领域的重要的技术课题之一，也是一个技术难题，迫切需要深入研究，以促进镁合金的大规模应用［3-4］。
制备工艺的不同，所获得镁合金的耐腐蚀性能也将不同，因此有必要深入研究不同制备方法下的镁合金电化学腐蚀行为。
本试验采用电化学腐蚀方法，对两种不同方法制备的AZ91D镁合金进行了电化学腐蚀行为研究。
1 试验过程1.1 试验材料试验采用工业级的镁锭、铝锭，在SG2-7.5-10型坩埚电阻炉中熔炼，当熔体温度为700℃时，分别采用常规铸造和差压铸造浇注AZ91D镁合金。
常规铸造采用铁模浇注。
差压铸造采用的主要工艺参数为:同步压力740 kPa、升液压力15 kPa、升液速度40 mm/s、充型压力 48 kPa、充型速度 45 mm/s、结晶时间720 s、结晶增压压力30 kPa、结晶增压速度3.5 kPa/s、结壳时间6 s、结壳增压速度2.6 kPa/s、阻力系数1。
表面合金化对AZ91D镁合金耐蚀性的阻碍
表面合金化对AZ91D镁合金耐蚀性的阻碍论文关键词：镁合金激光功率耐蚀性论文摘要：对镁合金进行表面处置，提高其耐磨性和耐蚀性，是现今表面工程研究领域一个重要内容。
本研究以AZ91D镁合金为基体，Al为合金粉末，以激光表面改性技术为手腕，致力提高镁合金表面耐蚀性。
探讨激光功率对AZ91D基体和Mg－Al改性层耐蚀性的阻碍规律，得出优化工艺参数。
镁合金因具有低密度、高比强度和高比刚度及优良的阻尼减震性，而在工业应用中受到愈来愈多的重视，尤其是在航空、航天和汽车领域倍受亲睐。
可是，由于镁的标准电极电位为-2.30V[1]（25℃，VSH 电极），其耐蚀性极差，即便在室温下也会与空气发生氧化反映，是极活泼的金属，这大大限制了其作为工程结构材料的应用范围。
通过激光，对镁合金材料的表面进行改性处置，可专门好的提高基体抗氧化的能力，使其应用更普遍。
实验研究激光功率对AZ91D压铸镁合金改性层耐蚀性的阻碍。
试样尺寸为75mm×50mm×10mm，对改性层进行打磨使其滑腻，用以去除杂质和氧化膜，不要留有划痕且无磨粒镶嵌，最后用丙酮清洗干净。
在合金表面覆盖Al粉，用酒精作为粘结剂。
激光合金化改性后用PH=6.5-7.二、浓度为3.5%的NaCl溶液，在恒温35ºC条件下进行耐侵蚀实验。
每一个实验周期为24小时，持续盐雾喷淋8个小时，停喷16个小时，共进行4个周期。
μm，圆形光斑，输出功率在5kW以上；SEM扫描电子显微镜观看组织形貌；XRD26000型X射线衍射仪测定物质的微观结构和晶格常数，对相结构做出定性和定量分析；EPMA-1610型电子探针对改性层横截面Mg、Al元素散布进行分析。
SHAPE \* MERGEFORMAT(a) 1.5kW (b) 2 kW (c) 2.5 kW图1 不同功率下合金化区形貎Fig. 1 The microstructure of the alloying zone in different powers图1为在扫描速度7mm/s、光斑直径3mm时，不同功率下合金化改性层的显微组织。
环保型AZ91D镁合金电镀工艺研究
本科学生毕业论文环保型AZ91D镁合金电镀工艺研究黑龙江工程学院二○一二年六月The Graduation Thesis for Bachelor's Degree Study on Elcctro-galvanizing Process of AZ91D Magnesium AlloyHeilongjiang Institute of Technology2012-06·Harbin摘要镁合金作为21世纪的“绿色”工程材料，其比重小、比强度和比刚度大、具良好的铸造性能等特点外，还兼有良好的电磁屏蔽性能、阻尼减震性能以及加工回收特性。
在航空航天、汽车、电子等领域镁合金正得到日益广泛的应用。
但是镁合金耐腐蚀差的问题限制了其应用的范围,因此选择适当的表面处理工艺以增强镁合金的耐蚀性具有非常重要的意义。
在镁合金表面处理工艺中，最为简单有效的方法是通过电化学方法在镁合金基体上镀一层所需性能的金属或合金，即电镀。
与其他镁合金表面处理方法相比，在镁合金上进行电镀处理，不仅可以获得高耐蚀性、耐磨性的镀层，而且镀层的性能可以根据所需的要求进行改善。
对于镁合金表面需要具有导电、导热性、可焊性的要求，电镀更是其他处理方法所不可替代的。
本文初步研究分析了镁合金电镀前处理中的浸锌工艺;比较了三种无铬环保的浸锌工艺方案，找出其中最适合镁合金电镀的浸锌方法;并以此为契机，对时间、温度以对镁合金浸锌工艺的影响进行了详细的研究;阐述了镁合金浸锌工艺的作用机理。
通过对镁合金表面形貌的观察、极化曲线、结合力实验和NaCl 浸泡实验，研究了电流对镁合金电镀的影响。
研究结果表明，在电流密度为 1.5 A/dm2~2.5A/dm2的范围内，可以获得性能良好的锌镀层；在平滑直流、全波整流、半波整流三种电流波形下对镁合金进行电镀时，平滑直流下所得镀层的性能最佳。
用超声波辅助电镀，得到了外表细腻，光泽度好，晶粒均匀，且覆盖紧密，结合力和耐蚀性明显优于无超声波辅助作用下所得镀层。
az91d镁合金元素成分_概述及解释说明
az91d镁合金元素成分概述及解释说明1. 引言1.1 概述:在材料工程领域，镁合金作为一种轻质高强度材料，具有广泛的应用前景。
特别是AZ91D镁合金，它由铝（AL）、锌（Zn）、锰（Mn）以及少量其他元素组成，具有良好的韧性、耐热性和耐腐蚀性。
本文将对AZ91D镁合金的元素成分进行概述及解释说明。
1.2 文章结构:本文主要分为四个部分：引言、az91d镁合金元素成分概述、az91d镁合金元素成分解释说明以及结论。
其中，在az91d镁合金元素成分概述部分将介绍AZ91D镁合金的简介、其元素成分组成以及这些元素对合金性能的影响因素和作用。
而在az91d镁合金元素成分解释说明部分，则会逐一解释铝(AL)含量、锌(Zn)含量以及锰(Mn) 含量对AZ91D 镁合金的影响。
1.3 目的:本文旨在全面了解AZ91D 镁合金的元素成分，并深入探讨各个元素对该材料性能的影响和作用。
通过对每个元素含量的解释说明，读者可以更好地理解AZ91D 镁合金的特性，并为进一步研究和应用该材料提供启示与建议。
2. az91d镁合金元素成分概述:2.1 az91d镁合金简介:az91d镁合金是一种常用的镁合金材料，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。
它具有低密度、高比强度和良好的耐腐蚀性能，是一种理想的轻质结构材料。
2.2 元素成分组成:az91d镁合金主要由镁(Mg)、铝(AL)和锌(Zn)三个元素组成。
其中，镁为主要成分，占总质量的大部分（约90%），铝和锌则为常见添加元素。
此外，还可能含有少量其他元素如锰(Mn)。
2.3 影响因素及作用:- 镁(Mg): 镁是az91d合金的主要组成元素，它具有低密度和高比强度的特点。
其优异的机械性能使得az91d合金在航空航天领域得到广泛应用。
- 铝(AL): 铝是一种常见的添加元素，它可以提高az91d合金的抗腐蚀性能，并增加合金的强度。
适当调整铝的含量可以实现对材料性能的优化。
汽车发动机冷却液中AZ91D镁合金的腐蚀行为
汽 车 发 动 机 冷 却液 中 Ａ Ｚ ９ １ Ｄ镁 合 金 的 腐 蚀 行 为
张钱 斌 ，周 添红
（ １ ．安 徽机 电职业 技术 学 院 ，安 徽 芜湖
２ ４ １ ０ ０ ２ ；２ ．中 国科 学 院兰 州化学 物理 研究 所 ，甘肃 兰 州 ７ ３ ０ ０ ７ ０ ）
截取 ３ ０ ． ０ ｍｍ×３ ０ ． ０ ｍ ｍ ×１ ． ５ ｍ ｍ试 样 进行 失 重
腐蚀 ， 每组 取 ３个平 行 样 。腐蚀 前 称 量 试样 质 量 ， 采 用
悬 吊法在模 拟 冷却 液 中室 温 浸 泡 １ ５ ， ３ ０ ， ４ ５ ｄ后 取 出 ，
近年 来 ， 汽车 发 动 机 的 缸 体 及 冷 却 系 统 材 料 中用 到 了
综合 性能 良好 的 Ａ Ｚ ９ １ 镁 合金 ， 但 对 于这 种 轻质 合金 在 常规 冷却 液 中的腐 蚀行 为 的报 道相 对 较 少 。本 工作 系 统研 究 了铸造 Ａ Ｚ ９ １ Ｄ镁 合金 在不 同体 积分 数 乙二醇 溶
用Ｃ ｒ Ｏ 溶液 清 洗 腐 蚀 产 物 ， 再用去离子水清洗晾干，
线 衍射 仪 （ Ｘ Ｒ Ｄ） 分 析合 金表 面腐 蚀产 物 的物相组 成 。
２ 结果与讨论
２ ． １ 失 重腐蚀
图１ 列 出了 Ａ Ｚ ９ １ Ｄ镁 合金 在不 同体 积分 数 的 乙二
醇 溶液 中分 别 浸 泡 １ ５ ， ３ Ｏ ， ４ ５ ｄ后 的腐 蚀 速 率 曲线 。从
分数 为 ８ ０ ％ 时腐蚀 速 率最 小 ， 合金 的 腐蚀速 率 随 着 腐蚀 时 间的延 长呈 降低 趋 势 ； Ａ Ｚ ９ １ Ｄ镁 合金 在 乙二 醇 一 水 溶 液 中会 形成 具有 自愈 合 作 用 的 Ｍｇ Ｏ ／ Ｍｇ （ Ｏ Ｈ） 腐 蚀 产 物膜 ， 可 以对合 金 表 面起 到 良好 的保 护 作 用 ； Ａ Ｚ ９ １ Ｄ合 金 在 乙
最新AZ91D镁合金微弧氧化处理工艺及膜层组织和性能研究
最新AZ91D镁合金微弧氧化处理工艺及膜层组织和性能研究一、引言AZ91D镁合金作为一种轻质、高强度的结构材料，在航空航天、汽车制造、电子通讯等领域具有广泛的应用前景。
然而，其较差的耐腐蚀性能限制了其应用范围。
微弧氧化（MAO）作为一种有效的表面处理技术，可在AZ91D镁合金表面形成一层致密的陶瓷膜，显著提高其耐腐蚀性能。
本文针对最新AZ91D镁合金微弧氧化处理工艺，探讨膜层组织和性能之间的关系。
二、实验材料与方法1.实验材料本实验选用AZ91D镁合金作为研究对象，其化学成分如下表所示：| 元素 | Mg | Al | Zn | Mn | Si | Cu | Fe | Ni | Be || | | | | | | | | | || 含量（%） | 89.69 | 9.03 | 0.73 | 0.19 | 0.02 | 0.002 | 0.002 | 0.002 | 0.0005 |2.微弧氧化处理工艺将AZ91D镁合金试样进行预处理，包括打磨、抛光、清洗等步骤。
然后，采用微弧氧化电源对试样进行微弧氧化处理。
实验过程中，通过调整电压、时间等参数，研究不同工艺条件对膜层组织和性能的影响。
具体工艺参数如下：电压：300500V时间：515min电解液：磷酸盐体系温度：室温3.膜层性能测试扫描电子显微镜（SEM）：观察膜层表面形貌和截面结构。
X射线衍射仪（XRD）：分析膜层物相组成。
电化学工作站：测定膜层的极化曲线，评价其耐腐蚀性能。
显微硬度计：测试膜层的硬度。
三、实验结果与分析1.微弧氧化膜层表面形貌随着电压的升高，膜层表面呈现出由微小孔洞组成的火山口状形貌。
当电压达到500V时，膜层表面孔洞数量减少，尺寸增大，呈现出较大的火山口状结构。
这表明电压对膜层表面形貌有显著影响。
2.膜层截面结构膜层截面呈现出明显的层状结构，主要由内层致密层和外层多孔层组成。
随着处理时间的延长，膜层厚度逐渐增加，内层致密层厚度占比提高。
AZ91D镁合金锭耐腐蚀性能研究
AZ91D镁合金锭耐腐蚀性能研究林高用,彭大暑,张 辉,赵煜炜(中南大学材料科学与工程系,湖南长沙410083)摘 要:分析了国内外5个厂家提供的AZ91D镁合金锭的化学成分,并比较了它们的耐腐蚀性能。
采用减重法评价该合金的耐蚀性能,并对实验数据进行了多元回归分析。
结果表明,在一定的范围内,增加铝、锌和锰的含量可提高该合金的耐蚀性,而随着硅和重金属(铁、铜、镍)含量的增加该合金耐蚀性下降。
按照耐腐蚀性能评价,F公司提供的样品应列入不可用材料;而在5个供应商中,唯一的一家国内厂商E公司提供了最好的AZ91D镁合金锭。
关键词:AZ91D镁合金;化学成分;耐腐蚀性能;腐蚀速率;多元回归分析镁合金具有许多优秀的性能,如高的比强度、较好的传导性能、合适的电磁屏蔽性能等等,因此,在交通和电讯行业正得到越来越广泛的应用。
但是,考虑到镁在潮湿环境中的热力学不稳定性,其腐蚀行为应予以特别关注。
由其电负性可知,镁是最活跃的结构金属,能自发与水反应生成H2和Mg(OH)2。
但具有碱性的Mg(OH)2沉淀物能使镁钝化[1]。
为了使镁得到更为广泛的应用,必须进行深入的研究以提高它的耐腐蚀性能。
根据早先的有关研究报道,可以通过两种方法使镁的耐腐蚀性能得到显著提高[2]:即与Al形成合金和减少重金属杂质。
Al的有利影响源于其具有较强烈的钝化趋势,所形成的钝化膜在很大范围内都能保持稳定,因此Al使得镁合金在许多情况下都具有较强的抗腐蚀能力。
所以,合理控制镁合金的化学成分是提高其耐腐蚀性能的一种有效措施。
商用AZ91D镁合金就是利用上述两种方法获取耐腐蚀合金的典型实例。
这种合金已引起了越来越多的关注[3,4,5],并获得了一些新的应用,例如用此合金制造笔记本电脑和手机外壳。
本文便是针对用于这一领域的镁合金进行的检测和分析。
实验集中对国内外5个公司(W、H、F、Y、E)提供的AZ91D镁合金锭的耐腐蚀行为进行研究,目的是通过耐腐蚀性能的比较为国内一家生产计算机配件的外资企业选择最佳的AZ91D镁合金锭。
镁合金AZ91D化学镀前处理工艺的研究
为 21 世纪的“绿色工程材料”。但镁合金化学活性很 高，在各种环境中的耐腐蚀性都比较差，这成为其应 用中的一个瓶颈[1-2]。为了解决镁合金的腐蚀问题，国 内外的许多专家、学者已在镁合金的腐蚀机理和防护 措施方面开展了许多工作。防护方法主要包括：阳极 氧化、化学转化、激光表面改性、物理气相沉积和化 学镀等[3]。通过化学镀镍工艺对镁合金进行表面处理可 以同时提高耐腐蚀性和耐磨性，有着广阔的应用前景。 然而，由于镁合金的化学性质十分活泼，用于钢铁等 基材的普通化学镀液不适合镁合金。为了实现镁合金 上化学镀镍，必须进行特殊的前处理，以除去其表面 的氧化物、腐蚀产物以及其他污染物，提高其表面质 量[4-6]。本文采用正交试验，研究了酸洗液中各组分对 酸洗效果及镀层性能的影响，并对酸洗时间的影响进 行了分析，得出了镁合金酸洗的优选工艺，同时研究 了活化对基材表面状态的影响。
CH3COONa 氨水
5 ~ 10 g/L 30 mL/L
HF
10 mL/L
pH
6.5 ± 0.5
θ
87 °C
2. 2 正交试验设计
目 前 普 遍 使 用 的 镁 合 金 酸 洗 液 大 多 是 CrO3 +
镁合金 AZ91D 化学镀前处理工艺的研究
HNO3 体系的酸洗液，这类酸洗液具有酸洗效果好、容 易控制等优点。本实验也采用该体系酸洗液，正交试
density were studied by orthogonal test. The influence of
activation time on matrix surface state was discussed and the
corrosion resistance and wear resistance of electrolessly
AZ91D镁合金在冷却液及大气环境中的腐蚀研究的开题报告
AZ91D镁合金在冷却液及大气环境中的腐蚀研究的开题报告题目：AZ91D镁合金在冷却液及大气环境中的腐蚀研究一、研究背景及意义随着工业的发展，镁合金作为一种轻质高强度材料，已广泛应用于航空、汽车、电子、消费品等领域。
AZ91D镁合金是应用最为广泛的一种镁合金，具有良好的机械性能和表面处理性能。
然而，在使用过程中，镁合金容易受到腐蚀影响，影响其性能和使用寿命。
尤其是在冷却液和大气环境中，常常会发生严重的腐蚀现象，导致镁合金受损或失效，甚至危害人身安全。
因此，对于AZ91D镁合金在冷却液及大气环境中的腐蚀问题进行研究，具有重要的现实意义和应用价值。
本研究旨在探究AZ91D镁合金在不同腐蚀环境下的腐蚀行为、机制及其影响因素，为镁合金的实际应用提供技术支持和数据依据。
二、研究内容和方法1. 研究内容（1）分析不同腐蚀介质对AZ91D镁合金的腐蚀行为和机制的影响；（2）探究温度、时间、pH值等因素对AZ91D镁合金腐蚀的影响；（3）对不同腐蚀条件下的AZ91D镁合金进行表面形貌、化学成分、电化学测试等方面的表征和分析；（4）应用热重分析法、扫描电镜、X射线衍射仪等仪器，深入研究腐蚀过程中的反应机理及其演变规律；（5）结合实验结果，建立AZ91D镁合金在不同腐蚀环境下的腐蚀模型，为其应用提供理论基础。
2. 研究方法（1）准备AZ91D镁合金试样，在不同腐蚀介质中进行腐蚀测试；（2）采用循环极化曲线、电化学阻抗谱等电化学方法，分析镁合金在腐蚀过程中的电化学行为；（3）采用X射线衍射仪、扫描电镜、万能材料试验机等试验方法，对试样的结构、形貌等进行分析表征；（4）采用热重分析法研究反应机理及其演变规律；（5）基于实验数据，使用统计学和数学模型技术，建立AZ91D镁合金的腐蚀模型并进行数据分析。
三、预期成果与创新点1. 预期成果（1）获得AZ91D镁合金在不同腐蚀环境下的腐蚀行为和机制的实验数据和分析结果；（2）建立AZ91D镁合金在不同腐蚀环境下的腐蚀模型；（3）提出改进AZ91D镁合金腐蚀性能的建议。
镁合金AZ91D在氯化钠溶液中的腐蚀行为
第30卷 第1期2010年2月航 空 材 料 学 报J OURNAL OF A ERONAUT ICAL MAT ER I A LSV o l 30,N o 1 F ebu rary 2010镁合金AZ91D 在氯化钠溶液中的腐蚀行为白丽群1,2, 舒康颖1, 李 荻2(1.中国计量学院材料科学与工程学院,杭州310018;2.北京航空航天大学材料科学与工程学院,北京100083)摘要:通过容量法、失重法和电化学阻抗谱(E IS)方法研究了镁合金AZ91D 铸件及压铸件在5%氯化钠溶液中的腐蚀及电化学腐蚀行为。
利用扫描电子显微镜(SE M )、能量色散谱(EDS)和X -射线衍射(XRD )方法研究了腐蚀产物表面形貌及其组成。
结果表明:两种合金的腐蚀产物相同,由块状的化合物氢氧化镁[M g (OH )2]和松枝状的水合氢氧化镁氯化物[M g 2C l (OH )3 4H 2O ]组成;镁合金A Z91D 压铸件的耐腐蚀性能比镁合金A Z91D 铸件好;并通过浸泡过程中电荷转移电阻(R t )和双电层电容(Y )的变化解释了两种合金的耐腐蚀性能差异。
关键词:镁合金A Z91D;耐腐蚀性能;E IS ;腐蚀产物DO I :10 3969/j i ssn 1005 5053 2010 1 012中图分类号:TG146 2 文献标识码:A 文章编号:1005 5053(2010)01 0062 05收稿日期:2009 03 21;修订日期:2009 05 18基金项目:国家自然科学基金(50702054)作者简介:白丽群(1978 ),女,副教授,(E ma il)ba ili qun78@163.co m 。
镁合金被认为是21世纪的 绿色材料 。
由于具有质量轻、刚性好、散热性强、有金属光泽、电磁屏蔽性好、易加工和可回收利用等优异的性能而广泛应用于汽车制造、机械制造、航空航天、通讯、光学仪器和计算机制造、办公设备、光学设备、体育用品等领域[1~3]。
木质素磺酸钠对镁合金AZ91D的缓蚀作用及其机理研究
木质素磺酸钠对镁合金AZ91D的缓蚀作用及其机理研究刘瑶;卢朝霞;郑萌【摘要】采用电化学方法和失重法等研究了木质素磺酸钠(SLS)对镁合金AZ91D 在3.5％ NaCl溶液中的腐蚀抑制作用;采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对比分析了其腐蚀产物膜的形貌、膜层厚度和成分.结果表明:SLS能明显抑制镁合金AZ91D在3.5％ NaCl溶液中的腐蚀行为,缓蚀率随SLS含量的增加而升高;由于SLS的团聚作用,镁合金AZ91D在含不同量SLS的3.5％ NaCl溶液中的缓蚀机理不同;SLS不参与成膜,SLS对镁合金的吸附是物理吸附.【期刊名称】《腐蚀与防护》【年(卷),期】2019(040)005【总页数】7页(P359-365)【关键词】缓蚀剂;AZ91D镁合金;木质素磺酸钠【作者】刘瑶;卢朝霞;郑萌【作者单位】广西大学,南宁530000;中国科学院海洋研究所,青岛266000;青岛海洋科学与技术国家实验室,海洋腐蚀与防护开放工作室,青岛266000;广西大学,南宁530000;中国科学院海洋研究所,青岛266000【正文语种】中文【中图分类】TG174由于镁合金的强度高、密度小，在汽车、航天航空、生物医学和化工等领域得到了广泛的应用［1-5］。
而纯镁的标准氢电极电位是-2.37 V［6］，化学性质十分活泼，极易腐蚀，在含氯离子的腐蚀介质中尤为更甚，因此，镁合金在海洋环境中的应用受到局限。
添加缓蚀剂是一种常用的减缓和保护金属不被腐蚀的方法。
目前，减缓镁合金腐蚀比较有效的缓蚀剂是由硅酸盐［7-8］、磷酸盐［9］、磷酸氢盐［10］、氟化物［11］、锌盐和铬酸盐等构成的沉淀膜型缓蚀剂，由长链烷基磺酸盐［12-13］、烷基羧酸盐［14］、氨基酸［15-16］和阴离子表面活性剂［17-18］等构成的吸附性缓蚀剂，以及一些天然提取物［19-21］缓蚀剂。
木质素磺酸钠（SLS）是一种天然高分子聚合物，也是一种阴离子表面活性剂，对环境无危害。
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四川理工学院毕业论文AZ91D镁合金在汽车发动机冷却液中的缓蚀剂研究文献综述学生：李利学号：11031020207专业:材料科学与工程班级：防腐2011.2指导老师：龚敏四川理工学院材料与化学工程学院二〇一五年六月摘要镁合金因具有密度低，比强度、比刚度高、铸造性、切削加工性能好、价格低廉和可回收利用等优点，被广泛地应用于汽车制造、航空航天和电子工业等领域。
本文根据镁合金的应用及性能，以及乙二醇冷却液的特点，进行了一些实验方法的分析，了解镁合金在乙二醇冷却液中的腐蚀机理、腐蚀过程及影响因素，选择合适的缓蚀剂，使镁合金在乙二醇腐蚀液中有较好的缓蚀性能，对镁合金在汽车发动机冷却系统的工业应用具有重大意义。
关键字：镁合金乙二醇汽车发动冷却液失重法电化学法第一章绪论1.1 研究背景及意义为了减少废气污染、降低能源消耗，汽车工业目前向着减轻车身重量的方向发展．而镁合金是最轻的金属结构材料，具有比强度高、加工焊接和阻尼性能好、尺寸温度。
价格低廉和可回收利用等优点，在汽车、电子、机械、航空及航天等领域具有广阔的应用前景[1]。
但是镁合金的化学和电化学活性都很高，在潮湿大气、酸性、中性或弱碱性的溶液中易被腐蚀[2]。
在冷却液体系下也极易被腐蚀，这大大限制了镁合金的应用前景，因此必须考虑镁合金的各种腐蚀问题以及采取正确的解决办法。
如果在汽车发动机缸体及冷却系统中采用镁合金，则必须通过向冷却液中添加缓蚀剂来解决镁合金的腐蚀问题[3～7]．目前国内使用的商品汽车冷却液有两种，常用的是水一乙二醇体系，其主要成分为30%～70%（体积分数）的乙二醇；但是，乙二醇型发动机冷却液会使用时分解生成乙二醇醛、乙二醇酸、乙二醛、乙二醛酸、乙二酸( 草酸) 等物质，温度较高时，会严重腐蚀镁及镁合金材料[8]！可是现在的商用汽车冷却液，对于铝合金、铸铁等传统发动机材料的减轻腐蚀，延长寿命有良好作用；但是对于新型材料镁合金在现有商用冷却液中的腐蚀作用机理研究还是比较少的!所以研究镁合金在乙二醇型冷却液中的腐蚀行为，了解其腐蚀机理、腐蚀过程及影响因素，研发新的缓蚀剂，减轻镁合金在冷却液中的腐蚀，增加发动机系统的使用寿命，并应用于现代汽车发动机系统中，对汽车工业具有重大意义。
1.2镁合金的特性及应用现状1.2.1镁及其合金的特点镁在地球上的储量排第八位，含量大约占到2.7%仅次于铝和铁，是结构最轻的金属材料之一。
现已知的镁矿多达百余种，极具工业价值的有白云石、菱镁矿和光卤石等，其中以白云石分布最为广泛。
此外，海水中也含有丰富的镁，约占到0.13%，整个海洋分布总的镁含量高达2.1×1015t。
因此，在大量金属即将趋于枯竭的今天，加速开发镁金属材料取代其它金属是实现可持续发展的一个重要措施[9]。
镁合金是当前世界发展、应用最快的轻合金，由于性能独特，正成为继钢铁、铝之后第三大金属工程材料，被材料专家誉为“21世纪最具开发和应用潜力的绿色工程材料”[10]。
相比其他材料，镁合金材料的优点主要表现在以下几个方面[11]：（1）重量轻镁的密度为1.73g/cm3，仅为铝的2/3，铁的1/4。
同样复杂的零部件，采用镁合金时，则其重量比锡轻1/3，比钢轻1/2。
（2）比强度高镁合金的比强度高于铝合金和钢/铁，比刚度则与铝合金和钢/铁相当，能够承受较大负荷。
在同样的刚性条件下，1kg 镁合金的坚固度相当于18kg 的铝或2.1kg 的钢。
（3）具有良好的铸造性和尺寸稳定性在保持良好结构的条件下，镁制品壁厚可小于0.16mm。
在100℃以下，镁合金可以长时间保持其尺寸的稳定性(事实上几乎观察不到工件尺寸的变化)；即使在不需要退火和消除应力的条件下，镁合金也能保持其尺寸稳定性，其体积收缩仅为6%，是铸造金属中收缩量最低的一种。
（4）高的阻尼和吸振、减振性[9]镁合金具有较高的阻尼容量和极好的吸振、减振性能，可以承受较大的冲击载荷。
此性能优于钢和铝，适宜于制造需要承受猛烈冲击的零部件，提高其可靠性。
（5）具有很强的再生性废旧镁合金铸件具有可回收再熔化利用的特性。
回收的镁合金可直接熔化再进行浇铸，形成的新铸件机械性能不会降低。
随着对镁合金等轻质材料需求的不断增长，可回收再利用这一特性就显得非常重要，也使镁合金区别于其他金属材料的优势得以体现。
1.2.2镁合金的应用现状镁合金具有良好的综合性能，资源丰富、价格适中等优点，使它在国民经济的各个部门得到广泛的应用。
随着镁合金成形技术的不断发展和推广应用，镁合金压铸结构件将被越来越广泛地应用于汽车、航空航天、通讯电子、家电、轻便工具等领域[12]。
（1）镁合金在汽车工业中的应用镁合金作为最具有“轻量化”的吸引材料之一，并且随着对能源、环境问题的关注以及环保和安全法规的日趋完善，以及汽车工业的节能减排越来越被人们重视，镁合金被广泛的应用在汽车工业。
到目前为止，汽车上共有60多个零部件采用镁合金。
汽车零件采用高塑性的镁合金不仅可减轻质量，而且由于镁合金的阻尼衰减能力强，还可提高汽车抗振动及耐碰撞性能，降低汽车运行时的噪音。
镁合金具有的优异变形及能量吸收能力大大提高了汽车的安全性能。
近10 年来，大量的镁合金汽车零部件被生产出来替代钢和铝合金零部件。
随着镁合金铸造技术的日益进步，镁合金还将越来越多的被用于汽车工业中，其应用有着良好的发展趋势。
而且随着节能环保理念的深入和政策法规的完善，镁合金的在汽车工业中的应用将无法取代。
（2）镁合金在航空航天中的应用纯镁本身的强度和力学性能并不太理想，故很少有纯镁被直接用作结构材料。
镁合金可以有很高的比强度，比某些高强钢和铝合金都高，这一性能对于对重量比较敏感的应用来说十分重要。
因此镁合金在航空、航天和军工中得到了很大的应用，且其应用前景将会越来越广阔。
（3）镁合金在其他领域中的应用镁合金除了用在汽车、航空航天等领域，还用在电子工业、燃烧弹、炼钢脱硫剂、牺牲阳极、兵器、轮椅、自行车的前叉等；研究人员还开发出一批专门的电化学镁合金，供制造海水活化电池；镁合金还用作制造高档豪华型建筑装饰材料。
此外，镁合金在药用方面也得到了发展，随着急救医学的迅速发展和对镁的生理特性和功能的研究的深入，镁在临床上的应用日益扩大，且取得了较好的疗效。
虽然镁合金具有一系列的优点，并且在不同领域得到了广泛的应用，但是却有一个严重影响其进一步开发应用的缺点—耐蚀性差。
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(相对于标准氢电极)，比铁低约2V，比铝低约0.7V[13]。
在作为发动机使用时，在水—乙二醇体系下发动机冷却液会使用时分解生成乙二醇醛、乙二醇酸、乙二醛、乙二醛酸、乙二酸( 草酸) 等物质，温度较高时，会严重腐蚀镁及镁合金材料！最有效的方法就是在冷却液中添加适用于镁及镁合金的缓蚀剂。
1.3乙二醇型冷却液乙二醇俗称甘醇，分子式为C2H4(OH)2是最简单的二元醇。
常温下乙二醇是无色透明粘稠状液体，稍有甜味，有一定的毒性。
乙二醇作为冷却液有低冰点、高沸点、高闪点、不起泡、不易燃、不易降解、很好的流动性和化学稳等优点[14]。
目前大部分人士认为乙二醇是没有腐蚀性的，但在实际应用中发现，乙二醇是具有腐蚀性的。
乙二醇作为冷却液，随着装置长时间的使用产生的结垢和腐蚀现象会进一步加速了设备和管线的腐蚀。
乙二醇的腐蚀表现在以下两点：（1）由于系统中含有少量二氧化碳、乙醛、有机酸及溶解氧等腐蚀性介质，乙二醇在吸收水的同时，酸性气体也会被吸收，促使了循环使用的乙二醇的酸性不断增强，从而腐蚀体系基体金属。
（2）乙二醇溶液管路的空气没有排空，导致乙二醇的水溶液中含有一定量的溶解氧，乙二醇被氧化后会形成有机酸，从而增加乙二醇溶液的酸性，加速了金基体金属的腐蚀。
1.4缓蚀剂研究现状1.4.1缓蚀剂所谓缓蚀剂，是指在介质中添加少量物质能降低介质的腐蚀性、防止金属免遭腐蚀的物质。
根据美国试验与材料协会新发表的《关于腐蚀与腐蚀试验的术语的标准定义》（ASTMG15-76）将缓蚀剂定义为：缓蚀剂是一种当它以适当的浓度（一般浓度较低为0.1%～1%）和形式存在于环境(介质)时，可以防止或减缓腐蚀的化学物质或复合物[13]。
缓蚀剂有多种分类方法,通常按产品化学成分、缓蚀剂对电化学腐蚀的控制部件、生成保护膜的类型、缓蚀剂用途等方法进行分类[7]。
（1）根据产品成分，可分为无机缓蚀剂、有机缓蚀剂、聚合物缓蚀剂。
①无机缓蚀剂无机缓蚀剂主要包括铬酸盐、亚硝酸盐、硅酸盐、钼酸盐、钨酸盐、聚磷酸盐、锌盐等。
②有机缓蚀剂有机缓蚀剂主要包括膦酸（盐）、膦羧酸、琉基苯并噻唑、苯并三唑、磺化木质素等一些含氮氧化合物的杂环化合物。
③聚合物类缓蚀剂聚合物类缓蚀剂主要包括聚乙烯类，POCA，聚天冬氨酸等一些低聚物的高分子化学物。
（2）根据缓蚀剂对电化学腐蚀的控制部位分类，分为阳极缓蚀剂、阴极缓蚀剂、混合缓蚀剂。
① 阳极型缓蚀剂阳极型缓蚀剂多为无机强氧化剂，如铬酸盐、钼酸盐、钨酸盐、钒酸盐、亚硝酸盐、硼酸盐等。
它们的作用是在金属表面阳极区与金属离子作用，生成氧化物或氢氧化物氧化膜覆盖在阳极上形成保护膜。
这样就抑制了金属向水中溶解。
阳极反应被控制，阳极被钝化。
硅酸盐也可归到此类，它也是通过抑制腐蚀反应的阳极过程来达到缓蚀目的的。
阳极型缓蚀剂要求有较高的浓度，以使全部阳极都被钝化，一旦剂量不足，将在未被钝化的部位造成点蚀。
②阴极型缓蚀剂抑制电化学阴极反应的化学药剂，称为阴极型缓蚀剂。
锌的碳酸盐、磷酸盐和氢氧化物，钙的碳酸盐和磷酸盐为阴极型缓蚀剂。
阴极型缓蚀剂能与水中、与金属表面的阴极区反应，其反应产物在阴极沉积成膜，随着膜的增厚，阴极释放电子的反应被阻挡。
在实际应用中，由于钙离子、碳酸根离子和氢氧根离子在水中是天然存在的，所以只需向水中加入可溶性锌盐或可溶性磷酸盐。
③混合型缓蚀剂某些含氮、含硫或羟基的、具有表面活性的有机缓蚀剂，其分子中有两种性质相反的极性基团，能吸附在清洁的金属表面形成单分子膜，它们既能在阳极成膜，也能在阴极成膜。
阻止水与水中溶解氧向金属表面的扩散，起了缓蚀作用，巯基苯并噻唑、苯并三唑、十六烷胺等属于此类缓蚀剂。
阳极型缓蚀剂阴极型缓蚀剂混合型缓蚀剂图1-1（3）根据生成保护膜的类型分类，分为氧化膜型、沉积膜型和吸附膜型缓蚀剂。
除了中和性能的水处理剂，大部分水处理用的缓蚀剂的缓蚀机理是在与水接触的金属表面形成一层将金属和水隔离的金属保护膜，以达到缓蚀目的。
根据缓蚀剂形成的保护膜的类型，缓蚀剂可分为氧化膜型、沉积膜型和吸附膜型缓蚀剂。
①氧化膜型缓蚀剂铬酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐、钨酸盐、钒酸盐、正磷酸盐、硼酸盐等均被看作氧化膜型缓蚀剂。
铬酸盐和亚硝酸盐都是强氧化剂，无需水中溶解氧的帮助即能与金属反应，在金属表面阳极区形成一层致密的氧化膜。