室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)研究AZ91D鎂合金腐蝕行為.pdf

1、本文利用金相顯微鏡（OM）、掃描電鏡（SEM）、能譜儀（EDS）和X-射線衍射（XRD）等近代物理手段，研究了AZ91D鎂合金在無污染大氣環(huán)境、SO2大氣環(huán)境以及模擬酸雨環(huán)境中的腐蝕行為，并采用大氣腐蝕薄液膜電化學(xué)測量裝置探索了薄液膜下鎂合金的電化學(xué)行為，最后在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立鎂合金在無污染大氣環(huán)境以及SO2大氣環(huán)境中的動(dòng)力學(xué)模型。
　　在相對濕度95％的無污染大氣環(huán)境中，鎂合金在20℃、30℃和40℃條件下的腐蝕增重符合指數(shù)增加

2、規(guī)律。溫度的升高能加速鎂合金的腐蝕。腐蝕產(chǎn)物集中在α相表面，并主要以胞狀形態(tài)生長，胞狀產(chǎn)物由大量的針狀產(chǎn)物組成。腐蝕產(chǎn)物主要為MgO和Mg(OH)2，溫度升高，Mg(OH)2的含量增大。
　　SO2大氣環(huán)境中，隨著 SO2含量的增加鎂合金腐蝕加劇。在體積分?jǐn)?shù)為0.4×10-6、1×10-6和2×10-6 SO2大氣環(huán)境中，腐蝕增重均呈指數(shù)增加規(guī)律；在體積分?jǐn)?shù)4×10-6SO2大氣環(huán)境中，腐蝕增重由線性增加以及指數(shù)增加2個(gè)階段組成。

3、腐蝕產(chǎn)物以顆粒狀生長，形成連續(xù)的產(chǎn)物層，隨著腐蝕進(jìn)程的推移，在腐蝕產(chǎn)物層的裂紋處出現(xiàn)大顆粒產(chǎn)物。腐蝕產(chǎn)物主要為MgO，Mg(OH)2，MgSO3·6H2O，MgSO4·6H2O。腐蝕時(shí)間的延長以及SO2含量的增加，MgSO3·6H2O，MgSO4·6H2O量增加。
　　在模擬酸雨環(huán)境中，腐蝕區(qū)域可以劃分為弱腐蝕區(qū)以及強(qiáng)腐蝕區(qū)；鎂合金表面在腐蝕初期形成腐蝕坑，主要由鎂合金基體的溶解產(chǎn)生的。在腐蝕形貌上，模擬酸雨中的鎂合金表面會出現(xiàn)大

4、量的點(diǎn)蝕，同時(shí)針狀腐蝕產(chǎn)物覆蓋在試樣表面，最后針狀產(chǎn)物堵塞蝕孔，形成閉塞電池。在模擬酸雨中與在SO2大氣中，鎂合金的腐蝕形貌以及腐蝕機(jī)理存在明顯的差異，這主要是由于模擬酸雨溶液含有侵蝕性陰離子以及更強(qiáng)的酸性，同時(shí)在SO2大氣中鎂合金的陰極反應(yīng)為吸氧反應(yīng)，而模擬酸雨中則以析氫反應(yīng)。
　　在無污染以及SO2大氣環(huán)境中隨著薄液膜的減薄，鎂合金的自腐蝕電位先負(fù)移后正移，腐蝕電流密度先增大后減小，極限擴(kuò)散電流密度先增加后減小。在SO2大氣中

5、薄液膜下的Nyquist圖由一個(gè)高頻容抗弧和一個(gè)低頻擴(kuò)散阻抗組成的，表現(xiàn)為兩個(gè)時(shí)間常數(shù)。通過交流阻抗測試可知，1/Rct隨著腐蝕的進(jìn)行不斷增加，在不同厚度的含SO2薄液膜下腐蝕傾向的順序?yàn)椋?0μm>20μm>200μm>本體。
　　借助室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)，將動(dòng)力學(xué)模型分成氣體溶解、氣體在薄液膜中的水解以及腐蝕產(chǎn)物的生成，通過積分公式將不同時(shí)段腐蝕產(chǎn)物的生成量進(jìn)行累加，最終計(jì)算出鎂合金在無污染以及SO2大氣環(huán)境中的腐蝕增重，并