AZ31镁合金在中性NaCl溶液中的电化学噪声研究
铸态和挤压态AZ31镁合金在3.5%的NaCl溶液中的腐蚀性能比较
铸态和挤压态AZ31镁合金在3.5%的NaCl溶液中的腐蚀性能比较李捷帆;马莹;惠增哲;徐春杰;张忠明【摘要】The aim of this study was to investigate the corrosion performance of AZ31 alloy in 3.5% sodium chloride water solution.Optical microscopy and X-ray diffraction analysis were performed to examine microstructure of AZ31 alloys before and after hot extrusion. The corrosion behavior of the alloys prepared by as-casting and extrusion were investigated in 3.5%NaCl aqueous solution by immersion and electrochemical tests.The results indicated that the hot extrusion can obviously reduce the grain size of AZ31 alloy.The average grain size of the as-cast alloy was about 111 m,and the average size of the hot extruded alloy was about 9 m.There was no surface passivation at the initial stage during immersion corrosion of the AZ31 alloy in 3.5% sodium chloride water solution. The corrosion potential of the AZ31 alloy at as-cast state was-1.55 V,and increased to-1.52 V at extruded state. When the AZ31 was immersed for 72 h,the average corrosion rates of as-cast and extruded alloys were 4.293 mm/a and 2.957 mm/a,respectively. Hot extrusion can improve the corrosion resistance of AZ31 alloy in 3.5%NaCl solution.%目的:研究铸态和挤压态AZ31镁合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀性能。
激光冲击次数对镁合金电化学特性的影响
激光冲击次数对镁合金电化学特性的影响李兴成;张永康【摘要】为了研究激光冲击对镁合金表面抗腐蚀性能的影响,利用钕玻璃脉冲激光对AZ31镁合金表面进行不同次数的激光冲击处理,用透射电子显微镜观察镁合金表层的微观组织,并采用电化学测量技术在氯化钠溶液(质量分数为0.035)中测试其极化曲线和电化学交流阻抗谱的影响。
结果表明,激光冲击波导致镁合金表面层产生超高应变速率的塑性变形;晶粒内部存在与孪晶相互交叉、相互缠结的高密度位错而导致晶粒细化;极化曲线和交流阻抗谱表明1次激光冲击后AZ31的自腐蚀电位提高约267mV;腐蚀电流稍有增大,反应电阻增大,抗腐蚀性明显提高;随着冲击次数的增多,腐蚀抗力未明显提高。
其相应的交流阻抗谱也得出与极化曲线相同的结论。
该研究对于激光冲击处理镁合金提高耐腐蚀性具有一定的参考价值。
%In order to study effect of laser shock times on corrosion resistance of AZ 31 magnesium alloy , AZ31 magnesium alloy was processed at different laser shock process ( LSP) times by Nd∶g lass laser with pulse width of 23ns. Microstructures were observed by transmission electron microscopy .Polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy were obtained in NaCl solution with 0.035 mass fraction by means of electrochemical measurement technique . The results show that plastic deformation with ultrahigh strain rate happens because of laser shock wave at the surface layer of AZ31 magnesium alloy .High density dislocations with intersect and entanglement of twin crystal exist in the crystal grains and the dislocations led to grain refinement .Polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy shows that corrosionpotential of AZ31 increases up to 267mV after the first lasershock.Corrosion current increases slightly , reaction resistance increases and corrosion resistance is improved significantly .With the increase of impact times from LSP , corrosion resistance of alloy is not improved significantly . The corresponding impedance spectroscopy has the same conclusion with polarization curves .The study is helpful for improving the corrosion resistance of magnesium alloy during laser shocking processing .【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】5页(P466-470)【关键词】激光技术;激光冲击;镁合金;微观组织;极化曲线;电化学阻抗【作者】李兴成;张永康【作者单位】江苏理工学院机械工程学院,常州213001; 江苏大学机械工程学院,镇江212013;东南大学机械工程学院,南京211189【正文语种】中文【中图分类】TN249;TG174.1引言镁合金作为商用轻质结构材料具有诸多优点,被誉为“21世纪重要的绿色工程金属结构材料”,在航空、航天、汽车和电子等领域具有广泛的应用前景[1-4]。
AZ31镁合金表面单宁酸转化膜的组织结构与耐腐蚀性能
AZ31镁合金表面单宁酸转化膜的组织结构与耐腐蚀性能李锟;刘俊瑶;雷霆【摘要】利用单组分单宁酸为成膜剂,在AZ31镁合金表面制备无铬转化膜,采用L9(34)正交试验研究转化处理液中单宁酸的浓度、处理液pH值、温度和处理时间对转化膜形成和耐腐蚀性能的影响,获得最优的转化膜处理工艺.用扫描电镜与X射线光电子能谱对镁合金表面单宁酸转化膜的表面形貌、元素组成及化学价态进行分析,并通过电化学极化曲线和阻抗谱测试,考察镁合金表面单宁酸转化膜的耐腐蚀性能,阐明其形成机制.结果表明,镁合金在温度为50℃,pH值为2.5,单宁酸质量浓度为10 g/L的转化液中浸泡10 min,即可获得耐蚀性良好的单宁酸转化膜.单宁酸转化膜由镁合金表面溶解形成的镁离子Mg2+与单宁酸分子的酚羟基、羧基发生反应生成的镁金属有机螯合物组成,呈网状裂纹结构均匀覆盖于镁合金表面;单宁酸转化膜能有效提高AZ31镁合金的耐腐蚀性能,交流阻抗达到1 250 Ω/cm2,是基体镁合金阻抗(35 Ω/cm2)的300多倍.【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》【年(卷),期】2015(020)004【总页数】6页(P649-654)【关键词】单宁酸;转化膜;耐腐蚀;表面处理;镁合金【作者】李锟;刘俊瑶;雷霆【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【正文语种】中文【中图分类】TG178镁合金作为轻金属材料之一,具有低密度、高强度、易加工等特点,已广泛应用于航空部件、电子工业、汽车制造业等领域[1−2]。
然而,镁金属的化学活性高,暴露于空气中易腐蚀。
合金表面处理是提高镁合金耐腐蚀性能最有效的方法之一。
对镁合金进行表面处理的方法有很多,如镁合金阳极氧化、化学转化处理、离子注入、化学镀以及电镀等[3−7]。
其中,化学转化处理工艺简单、成本低廉,将镁合金基体浸泡于转化处理液中,通过在镁合金表面生成一层化合物薄膜,起到对基体的保护作用。
AZ31镁合金在NaCl溶液中的电化学腐蚀行为研究
AZ31 镁合金在 NaCl 溶液中的电化学 腐蚀行为研究
郝献超, 周婉秋, 郑志国
( 沈阳师范大学 化学与 生命科学学院 , 辽宁 沈阳 110034) 摘 要 : 采用动电位极化曲 线、 电化学 阻抗谱等 方法研 究了 A Z31 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 A Z31 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 . 关 键 词 : AZ31 镁合金 ; 腐蚀 ; 阻抗 中图分类号 : T G 146 文献标识码 : A
图1
挤压态 AZ31 镁合金金相组织 ( a) 表面 ( b) 侧面 ( c) 截面
图2
AZ31 在 3 5%NaCl 溶液中的动电位 极化曲线 ( a 表面 、 b 侧面 、 c 截面 )
图 1 为挤压态 AZ31 镁合金金相组织 SEM 图像 . 由图可见, 挤压态 AZ31 镁合金为铝在镁中的单相 固溶体, 不存在 相, 但含有一些 Al- Mn 相颗粒弥散分布于基体之中 . 表面晶粒大小不一, 而以 50~ 100 m 的晶粒所占比例较大 . EDAX 分析表明 , Al 含量在 2 5% ~ 3 5% ( w t ) 之间 , 晶粒内部和晶界处 差别不大. 挤压加工造成合金内部沿水平方向发生了一定的层移 , 截面和侧面形成更多的层错和缺陷. 与表面相比, 晶粒更为细小. 2 3 极化曲线的测定 挤压态 AZ31 镁合金在 3 5% NaCl 溶液 ( pH = 10 5) 中的动电位极化曲线如图 2 所示 . 由图可见,
AZ31镁合金的研究进展
重庆大学学报 ( 自然科学版) JOurnaI Of ChOngging University ( NaturaI Science EditiOn)
NOv. 2006 VOI. 29 NO. ll
文章编号: l000 - 582X ( 2006 ) ll - 008l - 04
AZ3l 镁合金的研究进展
[ 11 , 20 ] Mg - AI 系镁合金熔体中, 发生下列反应 : MgCO3 = MgO + CO2 , 2Mg + CO2 = 2MgO + C, 3C + 4AI = AI4 C3 . C 与 AI 生成大量弥散分布的 AI4 C3 , AI4 C3 是高熔 [ 19 ]
[ 8] 组织为 ! ( Mg) + " ( Mgl7 AIl2 ) .
提高铸件强度 . 但 AI 可改善压铸件的可铸造性,
[ 9] 是 Mgl7 AIl2 在晶界上析出会降低其抗蠕变性能 .
当含 AI 量 小 于 l0% 时, 随 着 含 AI 量 增 加, Mg - AI合金的抗拉强度提高, 伸长率则随着含 AI 量 增加先是提高然后下降 . AI 提高 Mg - AI 合金的强度 的原因是 AI 在 Mg 中的固溶强化作用及时效强化作 当 用 . 由于 AI 在 Mg 中的溶解度随温度降低而下降, 合金凝固或时效处理时, 过饱和固溶体中析出弥散、 平 ( Mgl7 AIl2 ) 强化相, 提高 Mg - AI 合金的强度 . " 衡的 "
Mpa 伸长率 /% 14 ~ 17 12
[ 6] 性能,而且价格较低,因此是最常用的合金之一 ,
AZ31 镁合金的典型室温力学性能如表 2 所示 . AZ31 镁合金主要通过轧制、 挤压和锻造等变形方式加工成 形, 制成各类棒、 杆、 型材和管材 .
AZ31镁合金在Na2SO4溶液中的电化学腐蚀行为
收 稿 日期 :0 20 -9 2 1-32 作 者 简 介 : 光 志 ( 96一) 男 , 士 研 究 生 ; 张 18 , 硕
朱雪梅 (9 4一) , 16 女 教授 , 硕士 , 主要从 事金属表 面改性及 腐蚀防护 的研究
E malx h @ dt. d .n — i mzu j eu c . : u
蚀条件 下 , 于多孔氧化 膜对镁合 金耐蚀 性 能影 响 关 的报道 相对较少 . 本文将 A 3 镁 合金 在 p . Z1 H6 1 的 0 1 o / aS 模 拟 大气 腐蚀 条件 ) 液 中 . l LN  ̄O ( m 溶 长时 间浸 泡后 , 用 阳极 极化和 电化学交 流 阻抗谱 利
关键 词 :Z 1 A 3 镁合金 ; 硫酸钠溶液 ; 腐蚀产物膜 ; 电化学交流 阻抗谱
文献标识码 : A
0 5I 舌 镁合 金是 目前工业 应 用 的最轻 的金属 结构 材 料 之 一 , 有 高 的 比强 度 、 具 比刚 度 以及 良好 的铸 造、 焊接 、 尼减 震 、 阻 切削 加工 和尺 寸稳 定 性等 , 再 加上 镁 资源 丰富 , 合 金 产 品 可 回收 再 利 用 等 特 镁 点, 使镁 合金 成 为航 空航 天业 、 车制 造业 和 电子 汽 通讯 业 中首 选 的替 代 材 料 ¨ 但 是 , 蚀 问题 仍 引. 腐 然是 制约 镁合 金 工程 应用 的 主要 问题 镁 的 电 剖. 极 电位较 负 , 镁 合金 置 于空 气或 溶 液 中 , 将 它将 与 水发 生 反应 , 它 的表 面会 形 成 一 层 很 薄 的氧 化 在 膜 , 反 应方 程式 为 : 其
( I) 量技术研 究 A 3 镁 合金 腐蚀 产 物膜 的形 ES 测 Z1
AZ31镁合金的电化学腐蚀行为
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 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NaCl溶液中回收AZ31镁合金的腐蚀和电化学特性
NaCl溶液中回收AZ31镁合金的腐蚀和电化学特性李贺超;祝向荣;汤文瑄;王金敏;张娅;陈秋荣【摘要】利用熔炼工艺,将回收镁合金型材(RMA)进行了制备.在回收过程中,添加适量的Al、MnCl2,最终得到合金AZ31,其中各元素质量分数如下:Al 3.31%、Zn 0.82%、Mn 0.27%、Fe 0.002%、Cu 0.004%、Ni 0.0007%,剩余为Mg.研究了RMA的结构、在NaCl溶液中的腐蚀和电化学特性,并与商业化镁合金(CMA)进行了对比.X射线衍射仪和金相显微镜表明,RMA和CMA主要由镁基底组成,另外还有少量的Mg17Al12第二相.在NaCl溶液中进行的腐蚀试验和电化学特性研究表明,RMA抗腐蚀特性差于CMA,这可能与RMA中有更多的第二相有关.将两种合金作为镁电池原型器件的负极材料,进行放电性能测试.结果表明,RMA的放电时间和放电容量优于CMA.当NaCl电解质溶液浓度从0.6 mol/L增加至0.9 mol/L时,两种合金材料的放电时间和放电容量都得到了增加.【期刊名称】《上海第二工业大学学报》【年(卷),期】2019(036)002【总页数】6页(P97-102)【关键词】回收镁合金;显微结构;腐蚀;电化学特性【作者】李贺超;祝向荣;汤文瑄;王金敏;张娅;陈秋荣【作者单位】上海第二工业大学环境与材料工程学院;上海第二工业大学环境与材料工程学院;上海第二工业大学资源循环科学与工程研究中心, 上海 201209;上海第二工业大学环境与材料工程学院;上海第二工业大学环境与材料工程学院;上海第二工业大学资源循环科学与工程研究中心, 上海 201209;中国科学院上海微系统与信息技术研究所, 上海 200050;中国科学院上海微系统与信息技术研究所, 上海 200050【正文语种】中文【中图分类】TB310 引言近年来,由于各项独特的性能,镁及其合金在工业领域中得到了广泛的应用[1-3]。
AZ31与NZ30K合金作为镁电池负极材料的电化学性能
AZ31与NZ30K合金作为镁电池负极材料的电化学性能周丽萍;曾小勤;常建卫;刘志;朱亚琪;姚嵩;丁文江【摘要】采用恒温浸泡、交流阻抗和极化曲线法分别研究铸态(F)和固溶态(T4)的NZ30K以及挤压态AZ31镁合金在不同浓度MgCl2、MgSO4、Mg(COOCH3)2、MgBr2溶液中的腐蚀行为和电化学性能.结果表明随着电解液中电解质浓度的增加,3种镁合金的自腐蚀速率均增大.F态和T4态的NZ30K合金在MgSO4溶液中腐蚀速率最快,在MgBr2溶液中耐蚀性能最好,而AZ31合金在MgCl2溶液中耐蚀性能最差,在MgSO4和Mg(COOCH3)2中具有较好的耐蚀性能.电化学阻抗谱(EIS)结果表明在4种电解液中,镁合金的高频端容抗环半径均随着电解质浓度的增加而减小,这与恒温浸泡的实验结果相吻合.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2011(021)006【总页数】6页(P1308-1313)【关键词】AZ31合金;NZ30K合金;腐蚀行为;电化学性能【作者】周丽萍;曾小勤;常建卫;刘志;朱亚琪;姚嵩;丁文江【作者单位】上海交通大学材料科学与工程学院上海市镁材料及应用工程技术研究中心,上海200240;上海交通大学材料科学与工程学院上海市镁材料及应用工程技术研究中心,上海200240;上海交通大学材料科学与工程学院金属基复合材料国家重点实验室,上海200240);上海交通大学材料科学与工程学院上海市镁材料及应用工程技术研究中心,上海200240;上海交通大学材料科学与工程学院上海市镁材料及应用工程技术研究中心,上海200240;上海交通大学材料科学与工程学院上海市镁材料及应用工程技术研究中心,上海200240;上海交通大学材料科学与工程学院上海市镁材料及应用工程技术研究中心,上海200240;上海交通大学材料科学与工程学院上海市镁材料及应用工程技术研究中心,上海200240;上海交通大学材料科学与工程学院金属基复合材料国家重点实验室,上海200240)【正文语种】中文【中图分类】O646.6镁是活泼金属,电负性为1.31,标准电极电位为−2.36 V(vs SHE),理论比容量高达2.20 A⋅h/g,在常见的金属中仅比锂(3.86 A⋅h/g)、铝(2.98 A⋅h/g)小,远大于锌(0.82 A⋅h/g)。
AZ31镁合金组织性能的影响研究
摘要挤压变形AZ31镁合金组织以绝热剪切条纹和细小的α再结晶等轴晶为基本特征。
挤压变形可显著地细化镁合金晶粒并提高镁合金的力学性能。
随挤压比的增大,晶粒细化程度增加,晶粒尺寸由铸态的d400μm减小到挤压态的d12μm(min);强度、硬度随挤压比的增大而增大,延伸率在挤压比大于16时呈单调减的趋势。
轧制变形使板材晶粒明显细化,硬度提高。
AZ31合金中添加Ce,其铸态组织中能够形成棒状Al4Ce相,并能改善合金退火态组织和力学性能;添加Ce可以改善AZ31的综合力学性能。
关键词:AZ31变形镁合金;强化机制;组织;性能绪论20世纪90年代以来,作为最轻金属结构材料的镁合金的用量急剧增长,在交通、计算机、通讯、消费类电子产品、国防军工等诸多领域的应用前景极为广阔,被誉为“21世纪绿色工程材料”,许多发达国家已将镁合金列为研究开发的重点。
大多数镁合金产品主要是通过铸造生产方式获得,变形镁合金产品则较少。
但与铸造镁合金产品相比,变形镁合金产品消除了铸造缺陷,组织细密,综合力学性能大大提高,同时生产成本更低,是未来空中运输、陆上交通和军工领域的重要结构材料。
目前,AZ31镁合金的应用十分广泛,尤其用于制作3C产品外壳、汽车车身外覆盖件等冲压产品的前景被看好,正成为结构镁合金材料领域的研究热点而受到广泛重视。
第1章挤压变形对AZ31镁合金组织和性能的影响1.1 挤压变形组织特征及挤压比的影响作用图1-1为动态挤压变形过程中的组织变化。
动态变形过程大致分为3个区域:初始区、变形区和稳态区,分别对应着不同的组织。
图1-1a为初始区挤压变形前的铸态棒料组织。
由粗大的α-Mg树枝晶和分布其间的α-Mg+Mg17Al12共晶体组成,枝晶形态十分发达,具有典型的铸造组织特征。
晶粒尺寸为112~400μm。
图1-1b为变形区近稳态区组织。
图中存在大量无序流线,流线弯曲度大、方向不定且长短不一,显然这种组织特征是在挤压力作用下破碎的树枝晶晶臂(α固溶体)发生滑移、转动的结果。
镁合金阳极在氯化钠溶液中电偶腐蚀的电化学振荡行为
虽然对一 些 常见 Mg合 金 阴极 保 护过 程 的阳极上 的析氢行 为 进行过研 究 , Mg合金 阳极 材 料 但 在 阴极保护过 程 中的电 化学行 为 鲜 为报 导 , 尤其 是新 型 Mg合 金材 料一 Az 1 Mg合 金 作 牺牲 阳极 材 9D
在实验 选择 的 3 Mg合 金阳极材 料 中 , 现 AZ 1 Mg合 金在 0 1 Na I 种 发 9D . C 中的 电偶 电流 和电偶 电位具 有特殊 性 , 即电偶 电位 E 和 电偶 电流 J 随时间 呈 现 出有规 则 的周 期 性 变化 , 即空 间振荡 , 变化 周期很 精确 ( 图 5 6 示 ) 具有 阻尼振 荡 的特 征. 验初 期 这种变 化 范 围幅 度 较 大 , 如 、所 , 实 以后 随时 间逐 渐 变小. 大约 20 0mi , 0 n后 周期振 荡被 阻尼掉 , 电偶 电位和 电偶 电流趋于 平稳. 实验 证 明, 9 D AZ 1 Mg合金 的电偶 电位和 电偶 电流 随时 间的周期 变化具 有 可重 复性. 处称 之 为 AZ 1 此 9 DMg合金 电偶 腐蚀 的 周期
Vo. 0 NO 4 13 .
De . c 2 7 00
文 章 编 号 :0 0 1 3 【 0 7 0 —4 5 0 1 0 - 7 5 2 0 ) 4 0 5 —3
镁合金阳极在氯化钠溶液中电 偶腐蚀的电 化学振荡行为
徐 桂 英 , 王凤 平 , 唐 丽娜
( 宁 师 范 大学 化 学 化 工学 院 , 宁 大连 辽 辽 162) 1 0 9
0 1 的 Na I 液 中 的 电偶 电流 和 电 偶 电 位 随 时 问 出现 周 期 性 的 电 化学 振 荡 . 6B最 适 合 做 阴 极 保 护 中 的牺 牲 阳 . C溶 AZ 3
Cl_浓度和pH值对AZ31镁合金腐蚀行为的影响_刘文峰
热力学数据表明, 当溶液 pH > 10. 2时, 镁合金 表面会形成稳定的 M g( OH ) 2 钝化膜; 而 pH < 10. 2 的溶液中, M gO / M g ( OH ) 2 为热力学不稳定态, 因 此在 AZ31镁合金表面不会形成保护膜。但是, 从 动力学角度讲, 如果镁合金表面膜的形成速率大于 其溶 解速 率, 则 AZ31 镁 合金 表面 仍 会形 成部 分 M gO / M g( OH ) 2 保护膜 [ 9] 。显然, 溶液 pH 值的增 大有 利 于 AZ31 镁 合 金 表 面 形 成 更 稳 定 的 M g ( OH ) 2 钝化膜, 从而更有效 地削弱了 C l- 对 AZ31 镁合金的腐蚀作用。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。
( 2) 溶液 pH 值的增大有利于 AZ31 镁合金表 面形成更稳定的 M g ( OH ) 2 钝化膜。因此, 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。
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太原科 技大 学学 报
( 1)
式 ( 1) 中: g0 为腐蚀前的原始质量, 单位 g; g1
为腐蚀后去除腐蚀产物的试样质量, 单位 g; s0 为试
样总的表面积, 单位 cm 2; t为腐蚀时间, 单位 h.
2 实验结果
2. 1 腐蚀形貌
图 1 和图 2分别 为 AZ31 镁合金在 pH = 7 和 pH = 10的 NaC l溶液中的腐蚀形貌。由图 1和图 2 可以看出, AZ31镁合金在 N aC l溶液中的腐蚀具有 典型的点蚀特征, 在 1% N aC l溶液中的腐蚀形貌图 上, 即可看到明显的腐蚀点。而且, 随着 C l- 浓度的 增加, AZ31镁合金腐蚀的步骤显著加快, 腐蚀程度 加重, 这一点从腐蚀速率曲线 ( 如图 3) 也得到了很 好的验证。此 外, 在 C l- 浓度 相同的情 况下, A Z31 镁合金在 pH = 10的 NaC l溶液中腐蚀程度较 pH = 7的溶液中弱, 表明 AZ31 镁合金在碱性 N aC l介质 中具有较好的耐腐蚀性能。
镁合金在Mg(ClO4)2溶液中腐蚀性能和放电性能研究
腐蚀科学与防护技术
CORROSION SCIENCE AND PROTECTION TECHNOLOGY
Vol.27 No.2 Mar. 2015
镁合金在 Mg(ClO4)2溶液中腐蚀性能和 放电性能研究
胡启明 1 张娅 1 沈 钰 1,2 周学华 1,2 陈秋荣 1,2
恒流放电测试仪器使用蓝电 Land CT2001A 测 试仪,10 mA 放电,放电电流密度为 1 mA/cm2,截止 电压为 0.6 V。
3 结果与讨论
3.1 AZ31镁合金在不同浓度的Mg(ClO4)2中极化曲线 极化电阻大小反映了电流通过时电极电位偏离
平衡位置电位的大小。一般来说,极化电阻越大,偏 离就越大,电极反应越困难。极化电阻与腐蚀电流 密度呈反比,腐蚀电流密度与腐蚀速率呈正比 。 [6] 表 1 是 AZ31 镁合金在不同浓度的 Mg(ClO4)2中极化 曲线的拟合数据。由表 1 中可以看出 1.16 mol/L 的 Mg(ClO4)2 腐 蚀 电 流 密 度 最 小 ,耐 蚀 性 最 好 ,随 着 Mg(ClO4)2 浓 度 的 上 升 ,腐 蚀 电 流 密 度 增 大 ,在 2.90 mol/L Mg(ClO4)2 中腐蚀速度最大,继续增加浓 度,腐蚀电流密度减小。对电池放电而言,要求极化 电阻小,从这方面看应该是 2.90 mol/L 的 Mg(ClO4)2 放电效果较好,但是 2.90 mol/L 的 Mg(ClO4)2腐蚀电 流密度最大。腐蚀速度越大,电池的利用率就会越 低。从提高放电效率上看,希望电极反应电子流动 速度与电极反应速度相等[7],并且要求腐蚀速1, SHEN Yu1,2, ZHOU Xuehua1,2, CHEN Qiurong1,2
AZ31镁合金阳极在NaCl溶液中的电化学行为_余祖孝
462013,Vol.41,ɴ7收稿日期:2013-03-02基金项目:材料腐蚀与防护四川省重点实验室科研基金资助项目(2010CL03)作者简介:余祖孝(1964-),男,重庆涪陵人,教授,博士,从事电化学及有机功能材料研究。
AZ31镁合金阳极在NaCl 溶液中的电化学行为余祖孝(四川理工学院材料与化学工程学院,材料腐蚀与防护四川省重点实验室,四川自贡643000)摘要:为了提高AZ31镁合金阳极的活化性能以降低它的腐蚀,用电化学方法研究了在w (NaCl )=3.5%的NaCl 溶液中,添加剂乙酸钠(NaAc )对AZ31镁合金电化学性能的影响,结果表明:乙酸钠能抑制AZ31镁合金的析氢腐蚀,同时较大幅度地提高AZ31镁合金的活化性能。
当w (NaAc )=2.0%时,AZ31镁合金的腐蚀电流最小,其缓蚀率高达52.1%,其表面腐蚀较均匀,活化程度最高,在-1.20V 处AZ31镁合金的电流密度高达92.3mA /cm 2,开路电位E ocp 负移程度最大(-1.576V ),活化电位E act 负移程度也最大(-1.533V )。
关键词:AZ31镁合金;NaCl 溶液;乙酸钠添加剂;电化学行为中图分类号:TG146.22文献标识码:A文章编号:1007-7235(2013)07-0046-03Electrochemical behavior of AZ 31magnesium alloy anode in NaCl solutionYU Zu-xiao(Sichuan Key Laboratory of Material corrosion and Production ,College of Material and Chemical Engineering ,Sichuan University of Science &Engineering ,Zigong 643000,China )Abstract :To increase active property of AZ31magnesium alloy anode and decrease itscorrosion rate ,the effect of sodium acetate (NaAc )additive on electrochemical behaviors of AZ31magnesium alloy has been investigated by adding sodium acetate into NaCl 3.5%(w )solution.The results show that additive sodium acetate (NaAc )can restrain the hydrogen-segregation corrosion and can increase activation behavior of AZ31magnesium alloy greatly.With 2.0%(w )of sodium acetate (NaAc )addition in 3.5%(w )NaCl solution ,the corro-sion current of AZ31magnesium alloy becomes to minimum ;its corrosion-inhibition rate gets high to 52%;after corrosion its surface occurs uniform and activation is high.At the -1.20V potential the current density of AZ31magnesium alloy reaches to 92.3mA /cm 2,the poten-tial of open circuit E ocp moves negatively and greatly to -1.576V ,the active potential (E act )negative moving is great as well -1.533V.Key words :AZ31magnesium alloy ;NaCl solution ;sodium acetate additive ;electro-chemical behavior镁阳极是一种高强度能量载体、电化学当量高(2.22Ah /g )、电位负(-2.36V )、对环境友好的理想电极阳极材料[1]。
AZ31B镁合金在硝酸镧复合电解液中的电化学行为
AZ31B镁合金在硝酸镧复合电解液中的电化学行为陈琳;张刘叶;魏帆;王钊【摘要】镁电极材料具有化学活性高、比容量大、资源丰富、可再生等优点,是一种很有潜力的电池负极材料,但是一直没有得到广泛应用,主要是因为镁及其合金在电解液中存在电压滞后、腐蚀严重等问题,使其无法达到应用标准.因此,研究镁合金作为负极材料的电化学行为和讨论电解液和添加剂的影响,对于镁电池的开发利用具有重要的实用价值和理论意义.通过线性电位扫描、Tafel极化曲线、电化学阻抗、恒流放电技术研究了AZ31B镁合金在含硝酸镧的复合电解液中的电化学行为.添加硝酸镧后,AZ31B镁合金在复合电解液中的腐蚀阻力增大,放电活性增高,放电稳定电位负移,电荷传递电阻值随硝酸镧浓度增加呈现先减小后增大的规律.当硝酸镧浓度为0.001 mol/L时,镁合金的腐蚀电位约为-1.33 V,稳定电位达到-1.28 V,镁表面腐蚀膜被放电电流所破坏,形成大量点蚀坑.【期刊名称】《轻合金加工技术》【年(卷),期】2017(045)012【总页数】6页(P47-52)【关键词】镁合金;复合电解液;电化学;放电;腐蚀【作者】陈琳;张刘叶;魏帆;王钊【作者单位】四川理工学院材料科学与工程学院,四川自贡643000;材料腐蚀与防护四川省重点实验室,四川自贡643000;四川理工学院材料科学与工程学院,四川自贡643000;四川理工学院材料科学与工程学院,四川自贡643000;四川理工学院材料科学与工程学院,四川自贡643000【正文语种】中文【中图分类】TG146.22;TQ152镁是活泼金属,标准电极电位负、电化学当量小、密度小、理论比容量高(2.22 Ah/g);镁资源比较丰富,对环境友好,安全性高。
因此,镁是一种很有前途的电池负极材料。
目前镁及其合金在电池中的研究与应用主要集中在原电池、海水激活电池、镁/空气燃料电池、非水体系的二次镁离子电池以及镁基储氢合金电池等领域中[1]。
AZ31镁合金的研究现状和发展前景
李忠盛等 AZ31 镁合金的研究现状和发展前景
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合金合金元素含量较低, 固溶强化和时效强化效果 不明显, 因此研究工作主要通过微量元素合金化和 复合合金化的手段来达到改善组织的目的。微量元 素主要通过改善合金相的形态结构特征、形成新的 高熔点、高热稳定性的第二相或细化组织晶粒来进 一步提高 Mg Al Zn 合金的常温和高温性能。大量 研究表明, Ca、Sr、Sn、Be、Sb、Y、Nd、Ce 等微量元素 一种或几种加入可以有效地改善 AZ 系镁合金的组 织。有研究表明, 当稀土 Ce 含量小于 1% 时, AZ31 镁合金随着 Ce 含量的增加, 在镁基体晶界上的共晶 相也不断增加, 当含量达到 1% 时, 共晶相在镁基体 晶界上逐渐连成网状阻止了晶粒长大, 使晶粒细化, 抗拉强度和塑 性都明显提高[ 3] 。重庆大学汪 凌云 等[ 4] 在 AZ31 镁 合金 中加 入 Ca、Sr, 获得 了 40 ~ 50 m 的铸态晶粒组织, 明显改 善了合金的后 续加 工性能和力学性能。
当 Zn 含量较小时( w Zn < 1% 时) , Zn 在 M g 中 的作用一方面表现为自身的固溶强化, 另一方面, 少 量的 Zn 还可以增加 Al 在 Mg 中的溶解度, 提高 Al 的固溶强化作 用。Zn 含量大于 2. 5% 时则对合金 的防腐性能有负面的影响。
在 Mg Al Zn 合金中, 铝/ 锌比是值得重视的一 个参数。通 过改变 Al、Zn 含 量比 例, 对 Mg Al Zn 合金进行力学性能测试后得出, 当 Al 质量分数较低 ( < 8% ) 时, 随含 Zn 质量分数增加, 抗拉强度提高, 伸长率下降; 当 Al 含量高( > 8% ) 时, 随着 Zn 含量 增加, 抗拉强度降低, 伸长率提高。为了获得具有良 好综合力学性能的合金, Al、Zn 含量应有合适的比 例。有人研究了不同 Zn、Al 含量对 M g Al Zn 合金 铸造性能的影响, 如图 1 所示。图中对应的 3 个区
AZ31镁合金的氧化膜研究分析毕业论文
AZ31镁合金氧化膜的研究摘要在镁合金表面生成保护膜对镁合金起到保护作用,是一种最简单经济的方式。
本文对AZ31镁合金进行化学氧化成膜和电化学氧化成膜。
所用的镁合金试样表面积约为10-40cm2。
其中,化学氧化采用低浓度铬酸常温,化学氧化液的成分与含量为:CrO3(5g/L)、CaSO4(5g/L)。
对其氧化时间进行优化,得到2min左右时,氧化效果较好。
另外,本文采用了几种不同的电化学氧化方法成膜,发现电化学氧化液成分为NaOH/Na2SiO3/C6H5OH的电化学氧化方法所得的膜效果不错。
之后,改变这种电化学氧化液中各成分的含量,以进一步证明各成分的作用。
在化学氧化和电化学氧化成膜后,对试样进行静电粉末喷涂,测试涂膜性能。
发现涂膜性能良好。
另外,研究结果还表明:铬酸化学氧化所得的膜层均匀致密,孔隙率低。
电化学氧化所得的膜表面粗糙、多孔,孔隙率高。
对六价铬废液可以采用沉淀法回收处理。
关键词:AZ31镁合金,化学氧化,电化学氧化,静电喷涂A Study on the Oxide Film of AZ31 Magnesium AlloyAbstractAprotective filmon the surface of magnesium alloy can be used to protect the magnesium alloy, which is one of the most economical and simplest methods. In this paper, the chemicaloxidationfilms and electrochemical oxidation films were prepared for AZ31 magnesium alloy. The surface area of magnesium alloy samples used in this paper was about 10-40cm2. Among them, the chemical oxidation films with low concentration of chromic acid wereobtainedat room temperature. The composition and contentof chemical oxidation solution was CrO3(5g/L), CaSO4(5g/ L).Optimize its oxidation time, we found that the effect was better when the oxidation time is about 2min. In addition, several different methods of electrochemical oxidation films were used. When the electrochemical oxidation which solution components were NaOH、Na2SiO3and C6H5OH were adopted , the effect was better . After then, to provide further evidence of the role of each component, we changed the contents of each component in the electrochemical oxidation of solution . The electrostatic powder coating was conducted after forming chemical oxidation films or electrochemical oxidation films. Coating performance was good when testing the properties.In addition, the results also showed that: chromate films obtained from chemical oxidation were even and tight, which porosity waslower. The surface of membranes from electrochemical oxidation were rough and porous, which porosity was higher. Waste solution including hexavalent chromium compounds could be recycled by precipitation method.Keywords:AZ31 magnesium alloy,chemical oxidation; electrochemical oxidation; electrostatic spray目录摘要IAbstractI第1章绪论11.1.镁与镁合金特性11.1.1.镁合金特点11.1.2.镁合金牌号21.2.镁合金的应用31.2.1.镁合金在汽车领域的应用41.2.2.镁合金在3C行业的应用51.2.3.镁合金在航天领域的应用51.2.4.镁合金在军事领域的应用61.2.5.镁合金在医疗器械上的应用前景7 1.3.镁合金腐蚀81.3.1.镁单质的不稳定性81.3.2.镁合金的第二相和杂质81.3.3.镁合金的环境因素91.3.4.镁合金的自然氧化膜91.4.镁合金表面防护101.4.1.化学氧化处理101.4.2.阳极氧化处理131.4.3.微弧氧化处理161.4.4.有机涂层处理171.4.5.金属涂层处理171.4.6.其他表面处理方法181.5.课题研究容与意义191.5.1.课题研究容191.5.2.课题研究意义19第2章实验部分192.1.实验材料202.2.主要实验药品与设备202.2.1.实验药品202.2.2.实验仪器212.3.实验过程212.3.1.镁合金表面前处理212.3.2.化学氧化膜的制备222.3.3.电化学氧化膜的制备242.4.涂装262.4.1.几种主要的涂装施工方法262.4.2.涂料的分类272.4.3.进行涂装272.5.废液的处理与回收282.6.研究方法292.6.1.漆膜附着力测试292.6.2.漆膜耐腐蚀测试302.6.3.氧化膜的孔隙率测试30第3章结果与讨论303.1.前处理时间的影响313.2.化学氧化结果与分析313.2.1.化学氧化液中各成分作用分析313.2.2.镀层表面形貌323.2.3.化学氧化时间对处理效果的影响323.2.4.漆膜性能测试结果与分析333.3.电化学氧化结果343.3.1.不同电化学氧化溶液的处理效果343.3.2.电化学氧化液浓度对处理效果的影响363.3.3.漆膜性能测试结果与分析393.4.氧化膜的孔隙率测试结果与分析393.4.1.化学氧化膜的孔隙率测试结果与分析393.4.2.电化学氧化膜孔隙率测试结果与分析41 第4章结论42参考文献43致44外文原文44中文翻译70第1章绪论1.1.镁与镁合金特性镁为银白色金属,熔点648.8℃,沸点1107℃;其密度为1.74g/cm3,大约是铝的2/3,是铁的1/4。
镁合金在NaCl溶液中的腐蚀电化学行为
镁合金在NaCl溶液中的腐蚀电化学行为郝世雄;附青山;余祖孝【期刊名称】《材料保护》【年(卷),期】2013(46)11【摘要】为了提高镁合金材料的耐蚀性能,用电化学方法对比研究了AZ31,AZ61和AZ91镁合金在3.5%NaCl溶液中的电化学行为及缓蚀剂亚硝酸钠(NaNO2)对AZ61腐蚀电化学行为的影响。
结果表明:3种镁合金的腐蚀速度大小依次为AZ31>AZ61>AZ91,其中AZ31的活化性能最高;NaNO2能抑制AZ61的析氢腐蚀速度,腐蚀表面较均匀,腐蚀电流密度J corr降低,腐蚀电位E corr发生正移;NaNO2属于阳极型缓蚀剂,其含量为2.0%时,对AZ61的缓蚀率高达85.1%。
【总页数】3页(P32-33)【关键词】电化学腐蚀行为;镁合金;NaCl溶液;缓蚀剂NaNO2【作者】郝世雄;附青山;余祖孝【作者单位】四川理工学院材料与化学工程学院材料腐蚀与防护四川省重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TG172【相关文献】1.镁合金铈转化膜在NaCl溶液中的腐蚀行为及腐蚀机理 [J], 雷黎;王昕;徐海港2.Mg-Y镁合金在3.5% NaCl溶液中的腐蚀和电化学行为 [J], 张新;李永军;张奎;王长顺;李宏伟;马鸣龙;张宝东3.AZ31镁合金在NaCl溶液中的电化学腐蚀行为研究 [J], 郝献超;周婉秋;郑志国4.Mg-Y镁合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀和电化学行为(英文) [J], 张新;李永军;张奎;王长顺;李宏伟;马鸣龙;张宝东;5.触变成形AZ91D镁合金在NaCl溶液中腐蚀行为的电化学分析 [J], 吕维玲;马颖;陈体军;徐卫军;郝远因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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本文通过采用电化学噪声 技术 , 研究 了 A Z31 镁 合金在 0 1 mo l/L 中性 N aC l溶液中的腐蚀电化学行为 . 并 利用小波 分析等信号处理方法分 析了其 在腐蚀 过程中的 能量 分布细 节 . 试图探明 AZ31镁合 金在中性腐 蚀环境中 的腐蚀 过程及 腐蚀机理 .
1 实验方法
实验采用两电 极体 系 , 工作 电极 为 AZ31 镁 合 金 , 其成 分为 ( mass % ): 2 96 A , l 0 828 , 0 433 M n, 0 004 S , i 0 004 Cn, < 0 001 N ,i 002 F e ,余Mg . 工 作电极用环氧树脂进行包 封 , 保 持工作 面积 为 0 5027 cm 2, 电极 工作 面先 后用 400 ~ 800 号金相砂纸打 磨 , 再用 金刚 石研 磨抛 光 , 然后 用丙 酮清 洗 , 经去离子水冲洗干净并吹干 , 在干燥器中放置 24 小时后 进行测试 . 用饱和甘汞电极作为参比电极, 参比电极通过 Lugg in 毛细 管与工作电极相对组成测试体系, 腐蚀介质由分析纯 N a C l与去
2期
蔡超等 : A Z31 镁合金 在中性 N aC l溶液中的电化学噪声研究
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离子水配置 , 浓度为 0 1 mo l/L, p H = 7 02 . 为消除外界信号的干 扰 , 将电极系统置于不锈钢屏蔽箱内, 电位波动信号经澳大利亚 的 Po w er L ab 测试系统采集 , 采样频率为 10 H z .
ELECTROCHEM ICAL NO ISE OF AZ31M AGNESIUM ALLOY I N N aC l SOLUTION
CA I Chao , WU Chang sheng , L I Jian m e i, ZHANG Zhao
1 2 1 2
1 N ingx ia K ey Laboratory of Energy Sources and Chem ical Engineer ing, Yinchuan 750021 ; 2 D ep ar t m ent of Che m istry, Zhejiang University, H angzhou 310027
1 宁夏能源化工重点实验室 , 银川 750021; 2 浙江大学 化学系 , 杭州 310027 摘要 : 采用电化学噪声技术研究了 A Z31 镁合金在 0 1 mo l/L 中性 N aC l溶液中的腐蚀电化学行为 , 并通过小波分析 研究了该体系在腐蚀过程中的腐 蚀特征及机理 . 结果表 明 : A Z31 镁合金 在腐蚀 之初 , 由于 电极表面 覆盖有 在空气 中形成的离散氧化膜 , 导致 EDP 的高阶 ( 低频 ) 能量占据主导 地位 ; 同时由于侵蚀 性粒子在原 始离散氧 化膜的缺陷 处的攻击 , 导致与点蚀密切相关的低阶 ( 高频 ) 能量分量在 EDP 中也占据重要地位 ; 在镁合金 的整个腐 蚀过程中重 复地发生腐蚀产物膜生 长、 局部剥离和大面积剥离的 现象 . 因此 , ED P 谱图的 特征相应 地发生 规律性 变化 : 产物膜 比较完整时 , 低频能量分量占据主导地位 ; 腐蚀产物膜局部剥离时 , 低频能量分 量降低 , 高频能量 分量增大 ; 产物膜 大面积剥离时 , 高频能量分量占据主导地位 . 关键词 : AZ31 ; 电化学噪声 ; 腐蚀 ; ED P 中图分类号 : TG172 6 文献标识码 : A 文章编号 : 1002 6495( 2009) 02 0104 03
式中 : S J, k , d ,j k ,
d 1, k即所谓的小 波系数 ; J 为自然 数 , 其 值取 ( t) 的 组 ( 2) ( 3) , J , Z是
决于时间序列的点数 和基函数 ; k 是从 1 到系数 点数的 特殊 组分 . 这种分解的 基础 是 母函 数 !( t) 和 父函 数 合 , 转换到时空尺度中 . !,j k ( t) = 2jk , j/ 2 j/ 2
k
, k J
( t) +
k
d J- 1,
k
( t) +
+
1, k
( t)
( 1)
M g相向镁合金基体纵 深发展 , 侵蚀 性粒子 扩散 到腐 蚀反应 活性点的通道增加 ; 同时腐蚀产物 开始在蚀孔内和电极表面 聚集 . 上述 两个 方 面的 原 因 同时 导 致反 映 扩 散过 程 ( 慢过 程 ) 的中低频能量分量增 大 . 随着腐 蚀的进行 和腐蚀 产物在 电极表面的 聚 集 , 侵 蚀性 粒 子 的 扩散 通 道 不 断加 长 , 因此 ED P谱图的低频能量 分量 ( 高 阶 , D6 ~ D8 ) 逐渐 占据 主导地 位 ( 图 2). 镁合金的腐蚀 过程伴 随着 大量氢 气 ( H 2 ) 的析 出 , 并至 少导致下列两个方面的效应 . 一是 吸附在腐蚀活性点和向液 相本体扩散的微小 H 2 气 泡阻 碍了 侵蚀 性粒 子迁 移到 活性 点的粒子通道 , 从而引起活性点周 边地区侵蚀性粒子的富集 并引发新的腐蚀活性点 ; 二是 H 2 气泡的形成、 富集和逃逸必
Abstract : T he corrosio n process of AZ31 m agnesium alloy in neutra l 0 1 m o l/L N aC l so lu t io ns w ere in vest ig ated usin g e lectrochem ical noise( EN) techn ique . T he resu lts show ed that e lectrochem ica l no ise sig nal is com posed of d istinct types of eventsw hich can be classified according to their sca les, .i e . the ir ti me constants . A t the beg inning of corrosio n , the m ax i m um re lativ e energy is defin ed in the low frequency ( crystals w ith h ig h scale) reg io n due to the diffusio n processes of agg ressiv e ions to the defects o f th e orig in al d iscrete f il m fo r m ed in air , w hile the D crysta ls of sm all ti m esca les also possesses h ig h relat iv e energy due to the p itting co rrosion. W ith the pro lo ngation of i mm ersion ti m e, the structure o f corrosion product layer changes( local spallation , grow th ) due to the in fluence of H 2 and aggressive solutions , the accu m u la ted position o f the m ax i m um relative energy changes synchronously. K eyw ord s : AZ31 ; corrosion electroche m ic al no ise; EDP
!( 2- j t- k) ( 2- j t- k), ,j k Z
( t) = 2-
其中 : k= 1, 2,
, N /2 , N 数据系列的点数 , j= 1, 2,
整数集 . 同时小波尺度 j所对应的 频率 !为 2- j! . 因此 随尺 度 j的增加 , 频率 ! 下降 . 根据表达式 ( 1), 算 法中 的 第一 步 , 离 散信 号 , x ( x 1, x2 , xN ) 被分解两个序列 : 一列包含信号的总体 信息的低频部 分和包含信号局部 波动的 高频部分 . 再 分解的 最后 一步 , 细 节部分的系数 , d1, d2 F W T 结果再现出来 . 原始 信 号 的 分 解 计 算 是 通 过 M atlab 中 工 具 箱 中 的 w avedec函数实现 . 本征函数 ( t) 为四阶 D aubch ies 函数 . 所 选择的本 征 函数 主 要的 特 点 是分 析 信号 的 总 能量 与 经 过 W T 分析的各组 分的 能量 之和 相等 , 这 是进 行小 波分 析 , 实 现能量分布谱 ( energy distribution plot , EDP ) 的基础 [ 2, 3] . 为了更好的表现 FWT 结果 , 计算各个晶胞的 能量 , 并对 晶胞作图 . 这种经 W T 得到的 EDP 是本论文 W T 分析电化学 噪声的主要图谱 . 具体表达式 :
广阔的应用前景 . 然而 , 镁及其 合金的电极电位非常负 , 且其 表面氧化膜离散、 疏松多孔 , 导 致其在中性、 酸性和海洋 性环 境中的抗蚀性能极低 , 只有在 pH > 10 5 ( 饱和 M g( OH ) 2 的 pH 值 ) 的溶液中才具有较好 的耐蚀 性能 [ 1] . 因此 , 镁及 其合 金的较低抗蚀性能 ( 特别是在海洋 气候条件 下 ) 成为了 限制 其在和导热性 , 很好的电 磁屏蔽 性 , 良 好的消 震性 和切削 加 工性能 , 在航空、 汽车、 电子 、 船 舶、 建筑、 军事 实际 中广泛 应 用的瓶颈 .
2 结果与讨论
假设一离散时间 序列 xn ( n = 1, 和 再现时间序列 x n: S J,