新型镁合金在生理体液环境下腐蚀行为评价

研究了2种新型医用植入镁合金材料(Mg-6%Zn和Mg-6%Zn-2%Y合金)在生理盐水和林格试液(人体模拟体液)中的腐蚀行为,来评价其作为医用植入材料的服役情况.实验结果表明:在中性介质环境下,镁合金很快被腐蚀.随着介质溶液pH值的提高,镁合金表面能够形成厚的Mg(OH)2沉淀膜,阻止腐蚀的深入.镁合金在林格试液中的...     

镁合金表面腐蚀防护技术研究进展

镁合金较差的耐腐蚀性能限制了其大规模应用。利用表面腐蚀防护技术可以有效改善镁合金的耐蚀性能,延长镁合金的服役寿命。因此,可靠的表面腐蚀防护技术是突破镁合金应用瓶颈的关键。从镁合金表面腐蚀防护技术的分类入手,阐述了各种防护技术的基本原理。在此基础上,综述了近年来镁合金腐蚀防护技术的研究进展,包括电化学方法、化学方法及其他表面腐蚀防护方法等,阐明了各种技术的优缺点及适用范围,并对镁合金表面防护技术的发展趋势进行了展望。经过多年的发展,镁合金表面防护技术的理论研究和应用日臻完善,现有的表面防护方法一定程度上都能为镁合金基体提供腐蚀防护作用。然而,随着镁合金应用范围的扩展,相关结构件常会面临恶劣的服役环境。因此,单一的表面腐蚀防护技术已经很难满足工业领域对镁合金材料的迫切需求,多种表面处理技术联合制备的复合涂层具有广阔的应用前景。镁合金表面防护技术当前正朝着功能化和智能化的复合涂层方向发展,同时对制备工艺的安全环保性也提出了更高要求。未来除了保证高耐蚀性外,开发多功能智能涂层对提升防护层的长效防护能力、拓宽镁合金的应用范围具有重大的现实和长远意义。     

复合改性处理对AZ91镁合金表面结构和耐蚀性能的影响

为改善AZ91镁合金的耐蚀性能,对其表面进行了固溶时效和氮铝(N+Al)双离子注入复合改性处理。通过X射线衍射(XRD)、俄歇电子能谱(AES)、电化学综合测试系统、显微硬度计分析比较了处理前后试样的表面结构、元素浓度-深度分布、抗腐蚀性能和显微硬度。XRD结果表明,双离子共注后AZ91镁合金表面改性层由Mg、Al12Mg17、MgAl2O4、AlN等物相组成,且Mg和Al12Mg17衍射峰位和强度发生了明显改变。AES分析发现,表面存在约30 nm由Mg、Al、O等元素组成的改性层,注入层深度达到130 nm。双离子共注后试样的显微硬度较基体和固溶时效时分别提高了27.1%和10.4%。在3.5%饱和NaCl溶液中,双离子共注入试样的极化电阻分别为基体和固溶时效试样的21.7倍和9.1倍,腐蚀电流密度降为基体的1/10。相同腐蚀条件下的双离子共注入试样表面只产生了少量腐蚀斑,而基体和固溶时效试样表面却出现了大量的腐蚀坑。     

Corrosion and electrochemical behavior ofAZ31D magnesium alloys in sodium chloride

The corrosion and electrochemical behavior of extruded AZ31D magnesium alloys in NaCl solution were investigated using SEM, XRD and electrochemical method. It is found that AZ31D is susceptive to Cl^- ion, and the open circuit potential shifts to more negative values with increasing chloride concentration. Pitting occurs at corrosion potential and corrosion area enlarges with enhanced polarization. Tafel slopes of the cathode branches in different testing solution are almost the same. Cl^- concentration affects cathode course slightly. High frequency capacitive loops shrink with the increase of Cl^- concentration. Corrosion initiates from the grain boundary and spreads to entire surface with time.     

镁合金表面电镀铝前处理工艺的研究

在镁合金表面电镀铝,必须对其表面进行前处理。采用氢氟酸对AZ61镁合金进行钝化处理,利用X射线衍射仪、涡流测厚仪、金相显微镜、扫描电镜和M273A电化学测试系统对钝化处理得到的转化膜的物相、厚度、表面形貌和耐蚀性进行测定。结果表明,氢氟酸处理得到的转化膜对镁合金基体有较好的保护作用,符合镀前处理的要求。     

非晶合金Mg_(65)Y_(10)Cu_(25)在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为

利用电化学极化曲线方法、交流阻抗 (EIS)技术和扫描电子显微镜 (SEM )研究了Mg65Y10 Cu2 5非晶及相应的晶化合金在 3 5 %NaCl溶液中的腐蚀行为。极化曲线测试结果表明 ,非晶合金Mg65Y10 Cu2 5在NaCl溶液中为活性溶解 ,腐蚀反应由阴极反应和阳极反应共同控制。EIS测试表明 ,随着浸泡时间延长 ,非晶合金耐蚀性下降 ,EIS由 3个时间常数变为 2个时间常数。SEM测试表明 ,非晶合金经过 2 4h浸泡后 ,表面发生了极为不均匀的腐蚀 ;EDAX能谱表明 ,非晶合金经过浸泡后 ,表面成分发生了较大变化 ,含镁量减少 ,表面出现了浓度分布不均匀的氧元素。晶化后Mg65Y10 Cu2 5合金的耐蚀性略有提高。探讨了非晶合金在 3 5 %NaCl溶液中的腐蚀机理     

Corrosion and self‐healing behaviour of AZ91D magnesium alloy in ethylene glycol/water solutions

Corrosion behaviour of magnesium alloy‐based engine parts in cooling system is an urgent fundamental issue in automotive field where magnesium alloys are increasingly used. In the present work, the corrosion behaviour of AZ91D magnesium alloys in various ethylene glycol/water solutions was studied by electrochemical measurements and immersion tests at room temperature. The surfaces of the samples after immersion tests were examined using scanning electron microscope (SEM) and X‐ray diffraction (XRD). The results showed that the corrosion rates of AZ91D magnesium alloys decreased with the increase of ethylene glycol concentration in ethylene glycol/water solutions and the corrosion process was dominated by pitting corrosion. A continuous protective film transferred from corrosion products was formed on the corroded surface after sufficient immersion duration in ethylene glycol/water solutions, which is able to heal the corrosion pits. The self‐healing behaviour inhibited the further corrosion of AZ91D magnesium alloy.     

Corrosion behavior of Mg and Mg-Zn alloys in simulated body fluid

The corrosion behavior of Mg and Mg-Zn in simulated body fluid was studied.The mass loss of pure Mg,Mg-Zn-Zr and Mg-Zn-Zr-Y in simulated body fluid was measured using photovoltaic scale meter.Corrosion rate was determined through electrochemical tests.Finally,the corrosion mechanism was tbermodynamically studied.The results show that the corrosion rate decreases with the lapse of time for both pure Mg and Mg alloys.The purer the alloy,the borer the corrosion resistance exhibits.The corrosion behavior of Mg alloy is improved by the addition of trace Y.     

铝合金在海洋环境中的腐蚀研究(Ⅱ)--海水全浸区16年暴露试验总结

总结了铝合金在青岛海域海水全浸区暴露16年的腐蚀结果，防锈铝LF2Y2，LF6M（BL），F21M，180YS在海水全浸区有好的耐蚀性，工业纯铝L4M，锻铝LD2CS的耐蚀性较差，无包铝层的硬铝LY12CZ和超硬铝LC4CS在海水中的耐蚀性很差，硬铝，超硬铝的包铝层起牺牲阳极作用，使基体受到保护，海生物污损对铝合金在海水中的腐蚀有明显影响，镁、锰能提高铝的耐海水腐蚀性，硅明显降低铝的耐蚀性，铜严重损害铝的耐蚀性，腐蚀电位较负的铝合金耐海水腐蚀性较好，腐蚀电位较正的铝合金耐海水腐蚀性较差。     

镁基牺牲阳极腐蚀行为研究

采用静态失重法、动电位扫描法和交流阻抗法研究了高纯镁和AZ31合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为.结果表明：高纯镁在3.5%的NaCl溶液中的平均腐蚀速率要小于AZ31合金,腐蚀后在高纯镁表面形成了一层氧化膜,阻碍进一步腐蚀,而由于第二相与基体发生电化学反应的AZ31合金腐蚀过程继续维持.用SEM观察两者的腐蚀形貌发现,AZ31合金整个表面都被剧烈的腐蚀;而高纯镁表面腐蚀均匀,且腐蚀程度较浅.      

镁合金在大气环境中电偶腐蚀行为及规律的研究

在北京大气环境下，研究AM60镁合金和不同金属材料（碳钢、不锈钢、黄铜和铝合金）偶接的电偶腐蚀行为规律。研究表明，镁合金作为阳极发生不同程度的电偶腐蚀，通过1a的北京大气环境下的暴露试验后，AM60镁合金的电偶腐蚀效应由强到弱的顺序为：碳钢、黄铜、不锈钢和铝合金，其中镁合金与LY12铝合金偶接的电偶腐蚀效应最小。通过与其它地区室外暴晒的镁合金电偶腐蚀效应的对比，表明环境因素影响着镁合金的电偶腐蚀效应。同时阴极材料、试验时间、试样尺寸（偶接面积）和试验环境都会对镁合金电偶腐蚀效应产生影响。经1a曝晒的AM60镁合金形成了具有保护性的腐蚀产物层阻碍了腐蚀发展。北京地区高自然降尘量导致金属表面湿润时间加大，从而加速了AM60镁合金的电偶腐蚀。采用XRD方法分析表面的腐蚀产物，用金相显微镜和扫描电镜（SEM）观察试样腐蚀后的表面形貌特征和腐蚀产物的结构，并用与之相连的能谱仪分析腐蚀产物中的元素组成。     

电镀Al-Mn合金及后续阳极氧化对镁合金防护性能的影响

为提高镁合金的耐腐蚀性能,采用无机熔盐电镀技术在镁合金表面电镀铝锰合金,其后在草酸溶液中对铝锰合金镀层进行阳极氧化处理,以制备耐蚀性优良的阳极氧化膜。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等对阳极氧化膜的微结构进行表征,采用电化学测试方法对阳极氧化膜的耐腐蚀性能进行评价。结果表明,Al-Mn合金镀层在草酸溶液中形成的阳极氧化膜主要由稳态的α-Al2O3和亚稳态的γ-Al2O3所组成,并含有少量的MnO2及Al(MnO4)3,该阳极氧化膜具有很强的绝缘特性,其腐蚀电流密度较Al-Mn合金镀层下降了约3个数量级,较基体镁合金下降了约6个数量级,极大地提高了镁合金的耐腐蚀性。     

Filiform corrosion of binary aluminium model alloys

The effect of alloy composition and microstructure on filiform corrosion (FFC) susceptibility was investigated for super-purity based binary model alloys of the systems Al-Mg, Al-Mn, Al-Fe and Al-Cu. Corrosion testing indicated that the presence of electrochemically noble second phase particles is a necessity for FFC to occur. Single phase, solid solution alloys of the Al-Mg, Al-Mn or Al-Fe systems did not support FFC. Heat treatment caused precipitation of the electrochemically noble intermetallic phase FeAl₃ in the Al-Fe alloy, resulting in extensive FFC. Precipitation of the phase MnAl₆, which has electrochemical properties similar to that of the aluminium rich matrix, by heat treatment did not impair the corrosion properties of the Al-Mn alloy. Significant surface oxidation and magnesium enrichment of the surface oxides by heat treatment did not affect the FFC properties of Al-Mg alloys. However, the solid solution binary Al-Cu alloys exhibited severe FFC. The detrimental effect of copper in solid solution is attributable to selective dissolution phenomena during the corrosion process, whereby copper was locally enriched on the surface as copper-rich particles providing efficient cathodic sites.     

Electrochemical Performance of AZ31 Magnesium Alloy under Different Processing Conditions

为选择一种高性价比的镁电池阳极材料,借助电化学工作站、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱分析(EDS)对不同加工状态的AZ31B镁合金电化学性能进行研究。分别将挤压、轧制、铸轧和铸态AZ31B镁合金作为阳极材料,测试其电化学性能。结果表明,在4种加工状态下,挤压态镁合金是性价比最高的一种阳极材料;其组织由均匀细小的晶粒和第二相组成,拥有最负的平衡电位,最低腐蚀电流密度和最小自腐蚀速率;挤压态样品腐蚀后,表面产生疏松细小,且均匀分布的腐蚀产物,降低了阳极极化,增加了阳极利用率。轧制和铸轧态的AZ31B镁合金的电化学活性和耐蚀性能相对挤压态的较低。铸态AZ31B镁合金由于较粗大的晶粒、第二相和铸造缺陷,表现出不稳定的放电曲线和较正的放电电位。不同状态AZ31镁合金的腐蚀均以点蚀为主。     

电镀锌钢材表面物理气相沉积Zn-Mg合金镀层的电化学性能(英文)

锌合金镀层由于具有较强的耐腐蚀性能而得到广泛的关注,特别是Zn-Mg合金镀层,其耐腐蚀性能能得到显著提高。采用气相沉积方法制备不同镁含量的Zn-Mg合金镀层,研究Zn-Mg合金镀层中镁含量对其耐腐蚀性能的影响。在3%NaCl溶液中进行浸泡试验、动电位测试和电偶腐蚀试验,研究不同Mg含量镀层的耐腐蚀性能。结果表明,Zn-Mg合金镀层的耐腐蚀性能与Mg含量显著相关,镀层的腐蚀电位随着Mg含量的增加而降低,但是腐蚀电流密度却升高,直至15%Mg含量;在Zn-Mg合金镀层中存在钝化区。     

Corrosion behaviour in salt spray and in 3.5% NaCl solution saturated with Mg(OH)2 of as-cast and solution heat-treated binary Mg–RE alloys: RE = Ce,La, Nd,Y, Gd

Corrosion behaviour was characterised in salt spray and in 3.5% NaCl solution saturated with Mg(OH)₂ of as-cast and solution heat-treated binary Mg–RE alloys. The corrosion rate in the immersion test for the solution heat-treated Mg–RE alloys was substantial, and was greater than that of high-purity Mg. These corrosion rates were probably caused by the particles in the microstructure and/or by Fe rich particles precipitated during the solution heat-treatment. The corrosion rate in the immersion tests for each as-cast Mg–RE alloy was greater than that of high-purity Mg, attributed to micro-galvanic acceleration caused by the second phase. Corrosion rates in salt spray had a general correlation with corrosion rates in the immersion tests, but there were differences. The values of apparent valence were always less than 2 consistent with Mg corrosion being only partly under electrochemical control.     

海洋大气环境下镁合金腐蚀行为研究进展

本文综合研究了海洋大气环境下镁合金腐蚀行为的研究进展,比较分析了各种因素对腐蚀行为的影响,对当前研究进展进行总结并对未来研究方向进行展望。在海洋大气环境下,表面薄电解质溶液膜的包覆是镁合金发生电化学腐蚀的主要原因,且多发生局部腐蚀。相比于内陆大气环境,海洋大气中含有较多无机盐气溶胶颗粒,导致点蚀成为主要的局部腐蚀形式。相对湿度的升高会导致薄电解质膜厚度增加,进而加速整体腐蚀速率。随气温上升,镁合金的大气腐蚀速率线性增加,而空气中的CO₂可以抑制NaCl对镁合金的侵蚀。该领域未来需更多关注具体使役环境下合金的腐蚀机理,以及各种环境因素对腐蚀行为的协同作用机制,以指导海洋用镁合金材料的设计和制备。     

低共熔溶剂在镁合金腐蚀防护中的应用

介绍了低共熔溶剂的性质及特点,综述了低共熔溶剂的国内外最新研究成果,特别是氯化胆碱基低共熔溶剂在镁合金腐蚀防护的应用,分析了镁合金在低共熔溶剂中进行表面处理的可行性。概述了在含氯化胆碱的低共熔溶剂介质中,通过热场、声场、电场以及DES液膜法调控开展镁合金表面化学转化膜的制备、耐蚀机理及反应介质的作用研究,同时将低共熔溶剂与疏水性仿生膜结合,设计出镁合金表面自愈合超疏水涂层。利用低共熔溶剂制备的转化膜的耐蚀性均明显高于镁合金基体,其腐蚀电流密度明显下降。最后对镁合金腐蚀防护的研究现状和方向进行了展望,希望对解决镁合金腐蚀起到一定的指导意义。     

Al-Cu-Li合金在盐溶液中的腐蚀行为以及腐蚀机理研究进展

Al-Cu-Li合金是航天航空工业中重要的轻质结构材料，已成为国产大飞机结构件的关键材料之一。飞行器在海洋等潮湿环境服役时，易受到具有腐蚀性的卤化物阴离子的侵蚀，尤其是在Cl^-离子侵蚀作用下，Al-Cu-Li合金构件表面易出现点蚀、晶间腐蚀和剥落腐蚀现象。Al-Cu-Li合金的局部腐蚀主要归因于合金相与合金基体间存在电势差，进而导致在腐蚀介质中形成微型腐蚀原电池。综述了Al-Cu-Li合金在NaCl溶液中的腐蚀行为以及热处理工艺对合金耐腐蚀性能的影响，重点分析了粗大第二相颗粒和时效析出相对Al-Cu-Li合金腐蚀性能的影响，研究了典型第3代Al-Cu-Li（2A97-T3、2A97-T6、2060-T8和2099-T83）合金以及航空用常规高强铝合金2024-T4在3种不同浓度NaCl溶液中的侵蚀行为以及在质量分数3.5%NaCl溶液中的电化学行为。综合分析各试样的微观腐蚀形貌、腐蚀电化学参数以及腐蚀程度，最终得出各试样的耐腐蚀性能由强至弱为：2A97-T3>2A97-T6>2024-T4>2060-T8>2099-T83。最后揭示了Al-Cu-Li合金在腐蚀介质中的腐蚀机理，总结了在海洋环境下铝合金的防腐措施。本文为后续Al-Cu-Li合金防腐性能的发展和飞机耐腐蚀性能的提升提供了参考。     

几种金属副在NaCl溶液中的抗蚀耐磨性能评价

应用电化学测试手段，针对20、2Cr13、QAl 9-2、QA l 10-3-15和QAl 10-4-4五种材料试件，分别测定了它们在NaCl溶液中的腐蚀电位及与QAl 9-2偶接时的电偶腐蚀电流的变化.并对几种铝青铜材料和QAl 9-2构成的摩擦副进行了摩擦磨损性能分析.结果表明，铝青铜材料的抗腐蚀性比钢好.其中QAl 10-4-4的腐蚀电位最为偏正，但它与QAl 9-2配副会对QAl 9-2产生较大的阳极电偶腐蚀；QAl 9-2与QAl 9-2相配时的电偶腐蚀最小，但其摩擦相溶性最差；而QAl 9-2与QAl 10-3-15材料副的抗电偶腐蚀能力和摩擦相溶性均佳.