摘要
镁合金因其密度低、金属比硬度高、易于机械加工成型等优异的特性，被广泛地使用在汽车行业、航空等领域。由于镁合金材料的标准电极电位极低，在和其他金属材料接触时会很容易引起电偶腐蚀。本文建立了AZ91D镁合金与2002铝合金的电偶体系，对其展开探究。主要的研究工作和结果如下： 1.通过电化学检测方法与表面分析方法，探究了AZ91D镁合金材料与2002铝合金材料在纯水中的电偶腐蚀的情况及机理。结果表明，偶合后的容抗弧直径之和明显大于未偶合条件下的容抗弧直径之和，阻抗模值也相应的增加，这可能是由于二者之间的电偶效应引起更多Mg(OH)2膜的形成。随着浸泡时间的延长，偶合后镁合金和铝合金之间的电偶电流密度先减小后增加，偶合电位先正移后逐渐负移，电偶电流密度的减小可能归结为阴阳极表面腐蚀产物的累积导致阴、阳极电阻的增加。通过SEM和XPS的表征测试可知，在纯水中，AZ91D镁合金偶合过程中的腐蚀产物是由致密的内腐蚀产物膜及相对疏松的外腐蚀产物膜所构成的。 2.通过电化学检测和表面分析方法，研究了AZ91D镁合金材料与2002铝合金材料在含氯水溶液中的电偶腐蚀情况。(1)在模拟自来水溶液中(0.5mg/LNaCl溶液)，经过偶合后它们的腐蚀电位均正移，侵蚀速率增大，这可能归结为它们之间的电偶效应加速促进了电偶腐蚀的阴极过程，并同时抑制了铝合金表面钝化作用膜的形成。但随着浸泡时间的延长，它们之间的偶合电位先正移后逐渐负移，电偶电流密度先增加后减小，最后逐渐增加并达到稳定的状态。这可能归结为起始它们之间的电偶效应促进了镁合金的腐蚀。随着浸泡时间的延长，镁合金表面腐蚀产物进一步累积，活性阳极表面减少导致腐蚀速率减小。浸泡后期，因阴极析氢而产生对镁合金表面腐蚀产物膜的破坏，与此同时，溶液pH的升高，铝的溶解产生的氢气导致其表面腐蚀产物膜的破坏，使得其电偶腐蚀加速。(2)在模拟海水溶液中(3.5%NaCl溶液)，偶合后，镁合金和铝合金的腐蚀电位显著负移，且腐蚀速率增加，这表明了氯离子浓度的增加显著的加速了它们的阳极过程。而且，偶合后它们之间的电位差减小，这可能归结为铝合金腐蚀电位的显著负移。在腐蚀初期，由于它们之间的电偶效应加速了它们之间电偶腐蚀。随着浸泡时间的延长，由于镁合金表面腐蚀产物膜不断累积，使得其阳极过程逐渐被抑制，导致偶合电位缓慢正移，电偶电流密度的减小。随着浸泡时间的进一步延长，由于腐蚀产物的积累，以及阴极析氢和氯离子对镁合金表面腐蚀产物膜的破坏，最终导致其电偶电流密度逐渐达到相对稳定的状态。 3.采用电化学测试方法和表面分析方法研究了腐蚀产物对AZ91D镁合金与2002铝合金之间电偶腐蚀行为的影响。结果表明，预腐蚀形成的腐蚀产物在腐蚀初期具有一定防护功能，导致其腐蚀电位正移。在预腐蚀后的镁合金和铝合金偶合后，它们间的电偶效应加速促进了镁合金的腐蚀。随着腐蚀的持续进行，由于阴极析氢和铝合金的阴极腐蚀导致腐蚀产物松散，从而加速了它们之间的电偶腐蚀。
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