模拟海洋环境中Ni-Co合金镀层对AZ91D镁合金的腐蚀防护研究

目的提高AZ91D镁合金的腐蚀防护性能。方法采用化学镀前处理在AZ91D镁合金表面制备一种保护性的Ni-Co合金镀层。分别采用环境扫描电镜(ESEM)、X射线衍射(XRD)和能量散射谱(EDS)分析合金镀层的表面形貌、微结构特点和化学成分。采用动电位极化(PC)和电化学阻抗谱(EIS),分析测试在模拟海洋环境(中性3.5%Na Cl溶液)中Ni-Co合金镀层对AZ91D镁合金的腐蚀防护性能。结果镁合金表面化学镀Ni-P镀层均匀覆盖,晶粒生长较致密,表面呈菜花状形貌,Ni-P镀层中P质量分数约为5.6%。Ni-Co合金镀层表面均匀且呈金字塔状形貌,形成了面心固溶体(FCC),镀层中Co质量分数约为31%。Ni-P镀层和Ni-Co合金镀层的厚度分别约为11μm和19μm。在模拟海洋(中性3.5%Na Cl溶液)环境中,镁合金裸基体、化学镀前处理Ni-P镀层、Ni-Co合金镀层的腐蚀电位分别为-1485、-372、-284 m V,其腐蚀电流密度分别是3.4×10-5、1.8×10-6、2.9×10~(-7) A/cm2,所拟合的电荷转移电阻分别为4.72×103、1.70×104、2.06×106?/cm2。结论化学镀前处理Ni-P镀层可为镁合金提供较好的腐蚀防护,Ni-Co合金镀层能够为镁合金提供更显著的腐蚀防护。     

AZ91D镁合金在模拟酸雨溶液中的腐蚀行为

采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)的方法研究了AZ91D镁合金在不同pH值的模拟酸雨溶液中的腐蚀行为,并用扫描电镜观察了试样腐蚀后的表面形貌。结果表明:随着溶液pH值升高,AZ91D镁合金的极化电阻变大,腐蚀电流密度减小;当pH值为2.7和3.0时,EIS由两个容抗弧组成,随着pH值的继续升高,EIS转变为单一容抗弧,镁合金表面形成了完整的表面膜,对基体金属具有一定的保护性;在模拟酸雨溶液中AZ91D镁合金整个表面受到腐蚀,腐蚀程度随着pH值的升高而变小,白色腐蚀产物主要由镁、铝、硫和氧元素组成。     

偏钒酸铵及固溶退火处理对AZ31镁合金电化学性能的影响

为了改善AZ31镁合金在3.5wt%NaCl溶液中的抗腐蚀和活化性能,通过浸泡、电化学阻抗谱、恒电流和动电位极化扫描试验研究了偏钒酸铵及固溶退火处理对AZ31镁合金自腐蚀和电化学性能的影响。结果表明:偏钒酸铵能抑制AZ31镁合金的腐蚀,当0.5%偏钒酸铵加入到3.5wt%NaCl溶液时,合金的缓蚀率高(65.7%),自腐蚀电流小,为0.0033 mA/cm2。在-1.0 V下合金的电流密度高达30.0 mA/cm2,开路电位Eocp和活化电位Eact分别为-1.60 V和-1.35V。AZ31镁合金经350℃固溶4、8、16和24h,与铸态合金相比,其放电电位和耐蚀性有所降低。可是,随固溶时间延长,合金元素固溶度增大,结果导致合金放电性能和耐蚀性能提高。     

稀土镁合金、AZ31及AZ91负极材料耐腐蚀性能及放电行为的比较

通过对动电位极化曲线、电化学阻抗谱图、SEM形貌的分析,研究了AZ31、AZ91和稀土镁合金在8.0%(质量分数)Na Cl溶液中的腐蚀行为。并将上述三种镁合金组装成电池,在8.0%Na Cl溶液中进行恒流放电测试。结果表明:三种负电极的耐蚀性是稀土合金AZ31AZ91;浸泡48 h后稀土镁合金的表面裂纹最少,腐蚀程度最轻,而AZ91负极的腐蚀程度最严重,表面裂纹较深;稀土合金的放电时间最长,达到800 min,AZ31为710 min,AZ91为660 min。     

AZ31镁合金搅拌摩擦焊焊缝电化学性能的分析

试验的样品为3 mm厚挤压态AZ31镁合金,采用搅拌摩擦焊接工艺对焊而成.通过静态失重法、动电位极化曲线以及交流阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)测试,研究了室温下浓度5%(质量分数)NaCl溶液中AZ31镁合金搅拌摩擦焊焊缝和母材的电化学行为.结果表明,在室温腐蚀介质中通过静态失重法测得AZ31镁合金母材和焊缝在168 h后的平均腐蚀速率分别为0.154和0.135 g/(m2·h),通过动电位极化曲线及交流阻抗谱(EIS)测得AZ31镁合金母材和焊缝的腐蚀电流分别为0.001 63和0.000 45 A/cm2,极化电阻分别为9.553和12.61Ω/cm2.AZ31镁合金搅拌摩擦焊焊缝的抗腐蚀性能优于其母材的表现.     

植酸转换膜对AZ31镁合金电化学腐蚀性能的影响

镁合金的耐腐蚀性能不理想,从而严重阻碍了镁合金大规模的商业应用。在商用AZ31镁合金表面制备了植酸转换膜,采用扫描电镜、能谱仪、电化学工作站等进行了合金电化学腐蚀性能的检测。结果表明,表面制备的植酸转换膜显著改善了商用AZ31镁合金的电化学腐蚀性能;与未经表面处理的商用AZ31镁合金相比,制备了植酸转换膜的AZ31镁合金在20℃电解液中的开路电位和腐蚀电位分别正移185 m V、238 m V;在质量分数为5%的KOH电解液中的开路电位和腐蚀电位分别正移221 m V、218 m V。     

AZ91D镁合金微弧氧化膜的腐蚀行为研究

利用双向全波脉冲电源对AZ91D镁合金在硅酸盐体系中进行了微弧氧化处理,通过电化学阻抗谱(EIS)测试、极化曲线分析并结合XRD和SEM等分析方法对微弧氧化处理的镁合金腐蚀行为进行了研究.结果表明,微弧氧化膜表面分布着几微米的微孔,微弧氧化膜中主要含有MgF2,Mg2SiO4和Al2O3.AZ91D镁合金经过微弧氧化处理之后,耐蚀性能明显提高,自腐蚀电流密度降低3个数量级,自腐蚀电位高出约300 mV,阻抗值高出3个数量级,研制的微弧氧化膜对镁合金具有很好的防腐保护性能.     

两种铸造方式的汽车用AZ91D镁合金抗腐蚀性能对比

采用常规铸造和差压铸造工艺分别制备了汽车发动机壳体用AZ91D镁合金,研究了两种铸造方式对该合金电化学腐蚀行为的影响。通过显微组织分析、不同电解液中的电化学腐蚀行为以及差压铸造镁合金的电化学阻抗谱的研究表明,与常规铸造相比,差压铸造明显提高了AZ91D镁合金的耐腐蚀性能;在w(NaCl)=5%的NaCl和w(KOH)=5%的KOH电解液中的开路电位分别正移176 mV、184 mV,腐蚀电位分别正移152 mV、277 mV。     

AZ31镁合金沉积类金刚石薄膜的表面形貌和腐蚀行为

为了改善镁合金的耐蚀性,扩展其应用范围,采用等离子全方位离子镀膜技术在AZ31镁合金表面沉积了含有Si-N和Si-O的2种类金刚石(Diamond-like carbon,DLC)薄膜,研究了其表面形貌及其在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,探究了DLC薄膜对AZ31镁合金腐蚀行为的影响。利用SEM和AFM观察了AZ31镁合金表面沉积DLC薄膜的表面形貌,采用电化学法测试表面沉积DLC薄膜的AZ31镁合金在3.5%NaCl溶液中的极化曲线和开路电位,通过拉伸试验测试其在空气和3.5%NaCl溶液中的应力应变。结果表明:镁合金试样表面的DLC薄膜光滑致密,在3.5%NaCl溶液中表面沉积DLC薄膜AZ31镁合金的极化行为与表面未沉积DLC薄膜AZ31镁合金相似,表面沉积DLC薄膜AZ31镁合金电位正向移动,耐蚀性提高;与表面未沉积DLC薄膜AZ31镁合金相比,在空气中,表面沉积DLC薄膜AZ31镁合金极限抗拉强度与其接近,延伸率略低;在3.5%NaCl溶液中,表面沉积DLC薄膜AZ31镁合金极限抗拉强度略有降低,延伸率略高。     

AZ91D镁合金微弧氧化膜耐蚀性的试验研究

研究了AZ91D镁合金微弧氧化膜在复合铝酸盐溶液中的耐蚀性。利用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分析了AZ91D镁合金微弧氧化膜的物相和表面形貌;利用IM6e型电化学工作站测量了氧化膜的电化学阻抗和稳态电流／电位极化曲线;利用CMB-1501B型便携式瞬时腐蚀速度测量仪测量了氧化膜的腐蚀电流密度Icorr和年腐蚀深度MMA。试验结果表明,微弧氧化的镁合金耐蚀性提高了2～3个数量级,镁合金微弧氧化膜主要由MgO、MgAl2O4、Al12Mg17组成。     

载波处理对AZ91D镁合金耐蚀性能的影响 Ⅰ-载波处理对AZ91D镁合金腐蚀行为的影响

对AZ91D镁合金进行载波钝化,利用正交试验确定载波钝化工艺的最佳工艺参数。使用扫描电子显微镜(SEM)观察载波钝化后的AZ91D镁合金表面形貌;采用极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)、扫描电化学显微镜(SECM)、Mott-Schottky曲线等电化学方法研究了载波钝化对合金耐蚀性能的影响。结果表明:载波钝化后,AZ91D镁合金表面生成了一层非常致密的膜,其耐蚀性能显著提高。     

激光冲击强化对AZ31和AZ80-T6镁合金显微组织及力学性能的影响

为了研究激光冲击强化(LSP)对镁合金力学性能的影响,采用电子万能拉伸机和显微硬度测试仪研究AZ31和AZ80D-T6镁合金拉伸应力-应变曲线和显微组织。结果表明:经LSP处理后,AZ80-T6和AZ31合金的抗拉强度分别增加4.6%和15.7%,其表层硬度分别增加22.7%和31.8%;AZ31合金激光冲击强化效果比AZ80D-T6合金的更加显著,激光冲击产生高幅残余压应力和高密度孪晶以及细小片层状、短棒状或动态析出β相,晶粒细化形成超细晶,并讨论预时效β析出相对镁合金激光冲击强化的影响和拉伸断口特征。     

沉积时间对镀铝层AZ31镁合金耐蚀性的影响

目的 提高镁合金的耐腐蚀性能。方法 利用恒电流沉积的方法在AZ31镁合金表面制得铝镀层,利用光学显微镜及扫描电子显微镜等检测手段观察镀层的微观形貌、腐蚀形貌等,并用开路电位、动电位扫描等电化学方法,检测沉积时间对镀铝后镁合金抗腐蚀性能的影响。结果 通过恒电流电沉积的方法,成功在AZ31镁合金表面制得了铝层。经过电化学腐蚀测试,未镀铝的AZ31镁合金的腐蚀电位较负,约为–1.68 V,且腐蚀电流最大。当沉积时间为1 h时,获得薄片状铝镀层,腐蚀电位正移,约为-1.34 V,镁合金的抗蚀性有了提高,但腐蚀电流只有轻微变小;当沉积时间为2 h时,薄片状铝生长为颗粒状,此时腐蚀电位约为–1.32 V,并且其腐蚀电流明显变小;随着沉积时间的延长,镀层继续生长且颗粒状铝开始向合适生长位置扩散,当沉积时间为3 h时,在镁合金表面产生片层状铝扩散区,且其腐蚀电位最正,约为–1.30 V,且此时腐蚀电流达到最小。结论 通过恒电流电沉积的方法,可以成功在AZ31镁合金表面制得铝层,且表面镀铝层可以有效提高镁合金的耐蚀性。其中沉积时间为1 h,镁合金的抗腐蚀性有轻微改善;沉积时间为2 h时,镁合金的耐蚀性进一步提高;而沉积时间为3 h时,铝镀层对镁合金的保护效果最好,腐蚀破坏最弱,镁合金的耐蚀性有明显的提高。     

高速冲击对铸态AZ91镁合金耐腐蚀性的影响

采用电化学测量技术和透射电镜,研究了霍普金森压杆(SHPB)冲击后AZ91镁合金的微观组织和在3.5%Na Cl溶液中的耐蚀性。结果表明:经压杆冲击后,试样表面共晶组织破碎,铸态AZ91镁合金表面硬度高于内部硬度;在3.5%Na Cl溶液中,铸态AZ91镁合金的腐蚀电流密度随应变速率的增加而变大,自腐蚀电位负移,耐腐蚀性能变差。     

β相对Mg-Al系镁合金板材耐腐蚀性能的影响

为了研究β相对Mg-Al系镁合金板材腐蚀性能的影响,通过析氢试验和电化学阻抗谱等测试方法,研究了AZ31B,AZ91D1和AZ91D2三种镁合金轧制态板材的腐蚀性能。结果表明,在w(Na Cl)=3.5%的Na Cl溶液中,三种镁合金的耐腐蚀性能为:AZ91D2镁合金耐腐蚀性能最好,AZ91D1镁合金的其次,AZ31B镁合金耐腐蚀性能较差。通过光学显微镜和扫描电子显微镜等方法测量了试样表面腐蚀产物的形貌,发现AZ31B和AZ91D2镁合金出现点状腐蚀,而AZ91D1镁合金则出现丝状腐蚀。在AZ31B镁合金中,β相含量非常少,并且比较粗大,在腐蚀过程中对合金的耐腐蚀性能起降低作用,而AZ91D1和AZ91D2镁合金中第二相含量较多,降低了合金的自腐蚀性能,AZ91D2镁合金中第二相颗粒比AZ91D1镁合金的更细小,并且含量也较多,因此其耐腐蚀性能最好。     

NaF对AZ91D合金在NaCl介质中的缓蚀作用

采用失重法、Tafel极化曲线、电化学阻抗谱和扫描电镜(SEM)等,研究了NaF对AZ91D镁合金在1g/L NaCl溶液中的缓蚀作用。结果表明,腐蚀介质中加入NaF,在AZ91D镁合金表面形成MgF2保护膜,阻止了腐蚀性Cl-在试样/介质界面的吸附,从而较好地抑制镁合金的腐蚀。随NaF的质量浓度增加缓蚀率增大,以点蚀为主的腐蚀坑减少,变浅,腐蚀电位正移,阻抗谱、容抗弧增大。其缓蚀作用属于阳极抑制型缓蚀作用。在NaF作用下168h的缓蚀效率均大于50%,最高达到85%。     

十二烷基苯磺酸钠对AZ31镁合金缓蚀作用研究

用失重法、线性电位扫描、恒流放电、电化学阻抗谱等方法研究了AZ31镁合金在中性MgS04溶液中的电化学性能及有机添加剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对AZ31镁合金的缓蚀作用.结果表明,少量的SDBS能使AZ31镁合金的开路电位和活化电位正移,极化电阻增大,电极表面氢气的析出受到抑制,大电流放电性能得到改善.SDBS的缓蚀效果与其使用量之间成"反S"型的变化关系.SDBS浓度小于0.1 mmol/L时,其缓蚀作用随SDBS的增加而增强;在0.1～0.2 mmol/L的范围内,缓蚀作用则随SDBS的增加而降低;之后又随SDBS的增加而增强.有机缓蚀剂吸附理论可以解释这种变化规律,而驰豫过程阻抗值和电荷传递电阻受SDBS影响的不同步是这一规律的深层原因.AZ3l镁合金在50 mA/cm2电流密度下的恒流放电效率大于73%,具有作为金属燃料电池负极材料的实际价值.     

AZ61镁合金轧制板材的腐蚀行为研究

采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱方法研究了AZ61镁合金轧制板材的表面、侧面、截面在模拟海水中的腐蚀电化学行为,采用扫描电子显微镜对3个面的腐蚀形貌进行了观察。结果表明,AZ61镁合金轧制板材的表面、侧面、截面在模拟海水中的腐蚀均以孔蚀为主要特征;3个面腐蚀倾向由小到大的顺序为:表面<侧面<截面,耐蚀性能由优到劣的顺序为:表面>侧面>截面;造成3个面腐蚀行为及耐蚀性能不同的根本原因是轧制处理引起的材料微观组织的各向异性。     

AZ31B镁合金在MgSO_4溶液中的电化学交流阻抗谱解析

解析了AZ31B镁合金在MgSO4溶液中的电化学交流阻抗谱,从而得到镁合金在不同极化电位下的腐蚀过程信息。结果表明:在自腐蚀电位下,镁合金溶解,谱图受Mg2+向本体溶液扩散控制;在较自腐蚀电位稍正的范围,镁合金表面开始形成Mg(OH)2沉淀膜;在活化电位附近,镁合金表面又有部分Al(OH)3沉淀的生成,SO2-4离子对合金造成严重的点蚀作用。通过对腐蚀产物进行XRD表征,证实了镁合金中的铝参与了反应。     

AZ91镁合金表面合成聚苯胺涂层及其腐蚀性能研究

采用循环伏安法(CV)在含草酸、苯胺单体的溶液中以AZ91镁合金为基底沉积聚苯胺(Pani)涂层,并通过IR和SEM等手段对涂层的结构和形貌特征进行表征;同时通过极化曲线、开路电位-时间曲线及电化学阻抗谱(EIS)等评价涂层在3.5%Na Cl溶液中的耐蚀性。结果表明,聚苯胺涂层有效提高了镁合金基体的自腐蚀电位,并导致镁合金腐蚀电流密度下降近两个数量级;长期浸泡过程中发现涂层能够有效抑制腐蚀溶液的渗透,阻止基体合金的腐蚀。