薄层液膜下镁基材料的腐蚀与防护

摘要

镁合金因其具有比强度高、减震性能好、易于压铸成型和可回收等优良的综合性能，逐渐受到交通运输和电子通讯器材等行业的青睐，被认为是21世纪最富有开发和应用潜力的―绿色材料‖。但是耐蚀性差的问题一直制约着镁合金的大量使用。目前对镁合金腐蚀行为的研究主要集中在本体溶液体系中，对镁合金在薄层液膜下的腐蚀行为研究较少，对其研究不够深入。同时，在镁合金的防护处理方面，存在处理成本高，环境污染等问题，因此开发高效、低毒、环境友好的镁合金处理工艺成为当前研究热点之一。
　　分别采用极化曲线和交流阻抗测试研究了AZ91D镁合金在含NaCl、Na2SO4、NaHCO3本体溶液和薄层液膜中的电化学腐蚀行为。结果表明，在腐蚀初期，不同阴离子在本体溶液和薄层液膜中对镁合金的侵蚀强度顺序均为HCO3->SO42->Cl-。由于薄层液膜下镁合金腐蚀的阴极和阳极过程均受到电极表面氢气的抑制，因此镁合金在薄层液膜下的腐蚀速率减缓，其中镁合金在 NaHCO3薄层液膜下的腐蚀速率明显小于本体溶液。72小时的交流阻抗测试表明，AZ91D镁合金在不同阴离子薄层液膜下的腐蚀速率随着浸泡时间的增加逐渐减小；镁合金在NaCl本体溶液中早期的腐蚀速率较慢，随着浸泡时间的增加，腐蚀速率逐渐增加，在Cl-的侵蚀作用下电极表面发生严重的破裂溶解；而镁合金在Na2SO4本体溶液中的腐蚀速率随着浸泡时间的增加变化较小并逐渐趋于稳定；此外，由于镁合金在 NaHCO3薄层液膜下的活性溶解受到明显的抑制，腐蚀速率远远小于本体溶液。
　　分别采用极化曲线和交流阻抗测试研究了AZ91D镁合金在含NaCl、CaCl2、NH4Cl本体溶液和薄层液膜中的腐蚀行为，了解Cl-和不同阳离子在本体溶液和薄层液膜中对镁合金基体侵蚀的相互作用规律。结果表明，在腐蚀初期，不同阳离子氯盐在本体溶液和薄层液膜中对AZ91D镁合金的侵蚀强度顺序均为NH4Cl>NaCl>CaCl2。72小时的交流阻抗测试表明，当本体溶液和薄层液膜中存在Ca2+时；会缩短Cl-侵蚀作用的诱导期；同时，镁合金在CaCl2本体溶液和薄层液膜下的腐蚀行为差异性较小；此外，由于镁合金在NH4Cl薄层液膜下的活性溶解受到明显的抑制，腐蚀速率远远小于本体溶液。
　　采用循环伏安法在镁合金表面制备了聚苯胺涂层，研究了扫描方式、电位区间、扫描速率、循环次数等电化学聚合参数对镁合金表面聚苯胺涂层防护性能的影响。结果表明，合成条件对聚苯胺涂层的防护性能影响显著。在0.2M苯胺+0.5M水杨酸钠溶液中，循环电位区间–0.2~1.8V，扫速30mV/s，连续扫描10圈，可获得最佳防护性能。红外谱图和扫描电镜观察表明，聚苯胺涂层具有颗粒状的纤维结构。

目录

声明

第一章 前 言

1.1 镁及镁合金简介

1.2 镁合金的腐蚀

1.3 影响镁合金腐蚀的因素

1.4 镁合金的腐蚀防护研究现状

1.5 本文研究意义及内容

第二章 实验材料及研究方法

2.1 主要实验药品和实验仪器

2.2 实验材料

2.3研究方法

第三章 不同阴离子对镁合金腐蚀行为的影响

3.1 前言

3.2实验方法

3.3结果与讨论

3.4本章小结

第四章 不同阳离子对镁合金腐蚀行为的影响

4.1 前言

4.2实验方法

4.3结果与讨论

4.4本章小结

第五章 聚苯胺涂层对镁合金防护性能的研究

5.1前言

5.2实验方法

5.3结果与讨论

5.4本章小结

第六章 结 论

参考文献

攻读硕士期间发表文章

致谢