纯Al和AA2037铝合金腐蚀相关缺陷的正电子湮没研究

摘要

本文采用慢正电子束技术和原子力显微镜（AFM）对比研究纯铝（纯度99.9%, 99.999%）和铝合金（AA2037）腐蚀相关的缺陷及铜富集过程。结果表明：纯Al样品和其经1M NaOH 溶液腐蚀的样品，表面氧化层与铝合金体内之间都存在一界面缺陷层，导致S参数的增大。且纯度越大的纯Al原始样品的缺陷层厚度越薄，S参数越大，这说明合金元素或杂质的添加导致缺陷层厚度增加。纯Al样品在1M NaOH 溶液中腐蚀后，腐蚀引入了新的纳米尺度的空位团、空洞等缺陷导致缺陷层S 参数明显上升。但随腐蚀时间的增加S参数并没有明显的变化，而是基本相同。这说明样品腐蚀较长时间后，原始的界面缺陷层早已溶解，腐蚀导致的新缺陷层形成。AA 2037 连铸轧铝合金热轧板经1M NaOH 溶液腐蚀后，随腐蚀时间增加界面缺陷层S参数下降。虽正电子在缺陷处湮没导致S参数上升，但腐蚀使得铝合金表面有氧化膜/基体界面的产生并引起更多的Cu富集，从而使得S参数的下降。综合效果Cu富集引起S参数下降起主导作用。通过原子力显微镜（AFM）观察证实纯Al样品表面经腐蚀后有大量几百纳米大小的孔洞产生，而AA2037铝合金中只有少量的孔洞产生。