微观组织结构对铝及铝合金腐蚀行为的影响

摘要

材料的微观结构直接影响材料的机械、物理、化学及电化学等方面的性能。微晶化或纳米孪晶化材料的电化学腐蚀行为与传统的粗晶材料不同；合金元素加入形成的金属间化合物同样影响材料的腐蚀性能。本工作优化工艺参数利用磁控溅射技术制备具有微晶结构和纳米孪晶结构的铝涂层。利用透射电镜测试技术表征微晶铝和纳米孪晶铝的微观结构。微晶铝的晶粒尺寸大约为400nm；纳米孪晶铝由高度对称的孪晶结构组成，孪晶结构长度大约100nm，孪晶片层之间距离为30～50 nm。 本工作的重点之一是研究微晶铝、纳米孪晶铝分别和铸态粗晶铝在酸性NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。通过动电位极化曲线、交流阻抗、电化学噪声等电化学测试技术，结合统计和极值分析的方法分析了微晶化和纳米孪晶化对纯铝腐蚀行为的影响，尤其是对局部腐蚀的影响。测试结果表明微晶化和纳米孪晶化后提高了纯铝自腐蚀电位，降低自腐蚀电流。对点蚀行为有两方面的影响，一方面点蚀孕育速度增大，另一方面点蚀生长速度降低，导致微晶化和纳米孪晶化后纯铝的耐点蚀性能增强。 本工作的另一重点是通过阴极极化曲线、交流阻抗、电化学噪声等电化学测试技术研究了LY12铝合金在中性NaCl薄液膜中腐蚀行为。结果表明液膜厚度增加，抑制了LY12铝合金阴极过程和阳极过程；随着液膜厚度增加，易发生均匀腐蚀、金属间化合物Al2Cu和Al2CuMg促进了LY12铝合金的局部腐蚀。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1前言

1.2微晶/纳米孪晶铝制备

1.2.1微晶铝涂层制备

1.2.2纳米孪晶铝制备

1.3微晶/纳米孪晶材料的腐蚀行为研究

1.3.1国内外研究现状

1.4铝合金大气腐蚀行为研究

1.4.1国内外进展

1.5铝的腐蚀行为

1.5.1铝和铝合金局部腐蚀

1.6电化学测试技术介绍

1.6.1动电位极化曲线测试

1.6.2电化学阻抗普

1.6.3电化学噪声测试

1.7本工作的内容、目的和意义

第2章微晶化对纯铝腐蚀行为的影响

2.1实验方法

2.1.1试样制备

2.1.2试样结构表征

2.1.3电化学实验方法

2.2理论背景

2.2.1散粒子噪声理论

2.2.2点蚀孕育随机模型

2.2.3点蚀生长随机模型

2.2.4纯铝点蚀形成过程

2.3结果与讨论

2.3.1微晶铝的显微结构

2.3.2动电位极化曲线测量

2.3.3钝化膜性质研究

2.3.4微晶化对纯铝点蚀行为的影响

2.4本章小结

第3章 纳米孪晶结构对纯铝腐蚀行为的影响

3.1实验方法

3.1.1试样制备

3.1.2材料腐蚀行为表征

3.2结果与讨论

3.2.1微观结构表征

3.2.2动电位极化曲线测量

3.2.3纳米孪晶结构对纯铝点蚀行为影响

3.2.4腐蚀形貌

3.3本章小结

第4章LY12铝合金在薄液膜下的腐蚀行为

4.1前言

4.2试验方法

4.2.1材料

4.2.2 材料组织形貌

4.2.3试验装置

4.2.4液膜厚度测量

4.2.5材料腐蚀行为表征

4.3结果

4.3.1阴极极化曲线

4.3.2电化学阻抗谱

3.3.3电化学噪声

4.4讨论

4.4.1薄液膜厚度对LY12铝合金腐蚀过程的影响

4.4.2薄液膜厚度对LY12铝合金腐蚀类型的影响

4.4.3金属间化合物对LY12铝合金腐蚀类型的影响

4.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢