航空铝合金在海洋大气薄液膜下的点蚀与缓蚀机理研究

摘要

铝合金广泛应用于建筑、汽车、电子及航空航天工业等领域。而铝合金大气腐蚀尤其是海洋性大气腐蚀极为普遍，并且大气中的水分、氧气和腐蚀性介质（SO2、CO2、NO2）是铝合金发生电化学腐蚀的主要诱导原因，这使得研究海洋性高湿度环境下铝合金的腐蚀机理和抑制方法变得十分重要。本文采用自制的密闭式可调平大气腐蚀模拟箱，在温湿度可控的条件下，进行模拟海洋大气环境下的铝合金腐蚀电化学研究。并通过一系列电化学方法（极化曲线、电化学阻抗（EIS）以及电化学噪声（ECN））来评价NaCl薄液膜下AA6061铝合金的局部腐蚀行为。
　　通过研究不同湿度条件下阴极极限扩散电流密度随NaCl液膜厚度的变化规律，探索了液膜厚度对氧扩散行为的影响。发现液膜越薄，阴极极限扩散电流密度越大，但当液膜厚度超过1000?m后，阴极极限扩散电流密度基本不变。这说明，液膜越薄，溶解氧穿过薄液膜的扩散速率越快，因而在阴极极化下表现出更大的氧还原电流。但当液膜厚度超过某一范围后，膜内对流比扩散对氧的传输影响更大，此时氧扩散过程与在溶液中的基本相同，因而电流趋于稳定。除此以外，我们将Ce3+添加到NaCl薄液膜中，通过电化学测试，结合腐蚀前后金属表面的形貌变化，研究了薄液膜下Ce3+对铝合金表面的局部腐蚀的影响。尤其细致地考察了Ce3+对NaCl薄液膜下点蚀萌生和发展规律的影响。为了更深入的了解NaCl溶液中影响Ce3+沉积的主要因素，通过比较不同直流极化电位下的阻抗谱来考察极化电位对Ce3+沉积过程的影响。结果发现，当介质中不含Ce3+时，液膜下的铝合金表面比溶液中更容易产生点蚀并堆积了更多的腐蚀产物，而当NaCl溶液或薄液膜中含有Ce3+时，溶液和薄液膜下铝合金的腐蚀规律正好相反。
　　本文还研究了当高湿环境中含有Ce3+时，NaCl颗粒潮解对铝合金表面局部腐蚀过程的影响，采用10×10铝合金阵列电极研究了Ce3+离子的扩散行为。，薄液膜中的Ce3+由连接在模拟箱外部的自组装小型喷雾装置完成，通过控制喷入溶液的量来控制环境中Ce3+的含量。研究发现无Ce3+时，随着潮解时间延长，中间阳极区域腐蚀产物的堆积形成了较大的IR降，反而降低了该区域的腐蚀倾向。而盐粒外围腐蚀产物较少，腐蚀反而逐渐趋于严重，表明盐粒潮解后期，发生了显著的极性反转。而当环境中含有Ce3+时，有效的降低了腐蚀程度。

目录

声明

1 概论

1.1前言

1.2铝合金大气腐蚀特征

1.3铝合金大气腐的影响因素

1.4铝合金大气腐蚀的电化学研究方法

1.5铝合金大气腐蚀机理研究进展

1.6铝合金大气腐蚀缓蚀剂研究进展

1.7研究意义及研究内容

2实验部分

2.1 实验药品、仪器及材料

2.2实验方法

3 结果与讨论

3.1 NaCl薄液膜及溶液腐蚀

3.2盐粒潮解腐蚀

4 总结与讨论

4.1 NaCl薄液膜及溶液腐蚀

4.2 盐粒潮解腐蚀

致谢

参考文献

附录1: 攻读硕士学位期间公开发表的论文