AZ61镁合金在不同pH值溶液中腐蚀行为研究

采用动电位极化扫描的方法研究了AZ61镁合金在水溶液中的腐蚀溶解行为,并用扫描电子显微镜和能谱仪对表面形貌和元素组成进行了观察和分析.结果表明,随着扫描电位的增大,镁合金依次经历阴极极化区、钝化区和阳极极化区.在阴极极化区,极化电流密度随极化电位的增大而减小;钝化区极化电流密度接近零,镁合金几乎不被腐蚀(氧化和溶解);在阳极极化区极化电流密度随极化电位的增大迅速增大,镁合金的溶解氧化与表面析氢加剧.而随着溶液pH值的升高,镁合金的腐蚀溶解及析氢速度降低,能谱分析显示,表面生成的Mg(OH)2覆盖膜,在酸性、中性和弱碱性溶液中,Mg(OH)2不能稳定存在;当溶液的pH值高于10后,Mg(OH)2是完全热力学稳定的,镁合金的钝化区电位范围随之变宽.     

触变成形AZ91D镁合金在NaCl溶液中腐蚀行为的电化学分析

用动电位极化曲线和电化学阻抗谱的方法对触变成形AZ91D镁合金在NaCl水溶液中腐蚀行为进行了研究.结果表明:在相同浓度的NaCl水溶液中,随着腐蚀时间的延长,开路电位逐渐提高(正移),同一腐蚀电位下触变成形AZ91 D镁合金的阳极极化电流明显减小,电化学阻抗谱(EIS)显示其容抗减小,腐蚀产物在合金表面沉积,对基体金属具有一定的保护作用,因而其腐蚀速度减小;随着溶液中Cl-浓度的增大,开路电位呈下降(负移)趋势,且其开路电位的正移速度较慢,同一腐蚀电位下触变成形AZ91D镁合金的阳极极化电流增大,EIS显示其线性阻抗减小,腐蚀反应的过程加快,所以腐蚀速度增大.     

磁场对AZ31B镁合金在2种浓度NaCl溶液中腐蚀特性的影响

为了研究磁场对AZ31B镁合金在2种不同浓度的NaCl溶液中腐蚀行为的影响,采用COMSOL分析磁场在电化学反应体系中的磁场强度分布,考察了磁场环境对AZ31B镁合金在0.1 mol/L和1.0 mol/L NaCl溶液中动电位极化和电化学阻抗的影响.结果 表明:通过仿真加入400 mT平行磁场后,镁合金表面磁场强度分布不均匀.在0.1 mol/L NaCl溶液中施加400 mT平行磁场后,AZ31B镁合金自腐蚀电位升高,腐蚀电流降低,点蚀数量减小,镁合金在低浓度NaCl溶液中的腐蚀速率被抑制.在1.0 mol/L NaCl溶液中施加400 mT磁场后,AZ31B镁合金自腐蚀电位负移,腐蚀电流升高,点蚀数量增加,连接在一起并出现钝化膜破裂,镁合金在高浓度NaCl溶液中的腐蚀速率得到提高.     

纳米晶铜在Na2SO4溶液中阳极极化动力学分析

为了揭示SO42-对块体纳米晶铜的腐蚀性能的影响规律,利用电化学方法,结合XRD、EDS和SEM等表面分析技术,研究了惰性气体沉积原位温压法(IGCWC)制备的块体纳米晶铜在不同质量分数和不同温度的Na2SO4溶液中的阳极极化行为,对电极过程动力学进行了理论分析.结果表明,纳米晶铜电极的溶解电流密度与电位、SO42-质量分数、pH值、温度以及Cu+在纳米晶铜表面氧化膜内的扩散系数有关.且随SO42-质量分数增大,pH值升高,温度升高,纳米晶铜的溶解电流密度增大,这与实验结果相一致.     

T2钛合金高温腐蚀行为研究

采用高温熔盐灼烧法研究T2钛合金高温腐蚀动力学及腐蚀行为.分别在500,600,700,800℃的Na2SO4或Na2SO4(80%) NaCl(20%)环境中发现T2钛合金腐蚀增重符合直线规律,直线通式为y=KLt.随着温度的增加,直线的速率常数KL增大.混合盐Na2SO4(80%) NaCl(20%)比纯Na2SO4的加速腐蚀作用更加明显.在Na2SO4或Na2SO4(80%) NaCl(20%)中,T2钛合金随温度升高,氧化膜的完整性降低.合金中Al,Zr等元素在腐蚀中向合金表面扩散,而盐中的S,Cl等元素则向合金内部扩散.     

AZ31镁合金环境友好阳极氧化处理研究

通过正交试验得到AZ31镁合金无铬、无强氧化物的阳极氧化处理配方及工艺,运用扫描电子显微镜、X射线衍射分析及电化学测试系统对阳极氧化膜的组织结构与耐蚀性进行了表征。结果表明,该环境友好阳极氧化工艺可在AZ31镁合金表面形成具有一定耐蚀性的阳极氧化膜;所得阳极氧化膜表面质量好,是一种多孔的陶瓷膜,膜的物相主要是晶态的MgO、ZnO、Mg以及非晶态的MgAl2O4、Mg18Al23等;阳极氧化处理试样的自腐蚀电流密度减小,而腐蚀电位有所提高,说明镁合金表面形成的阳极氧化膜提高了镁合金表面的耐腐蚀性能。     

镁合金环保型化学氧化处理

为优化工艺参数,提高镁合金的耐蚀性,利用正交试验法在无铬、无磷的环保型化学氧化液中对镁合金AZ31的化学氧化工艺进行了优化,得出最佳工艺参数:0.03 mol/L KMnO4、0.1mol/L Na2B4O710H20、氧化温度40℃、氧化时间5min.同时利用扫描电镜、x射线衍射和动电位极化等方法分析了优化参数下生成的氧化膜的表面形貌、厚度、组成和耐蚀性能.结果表明:镁合金AZ31在环保型化学氧化液中形成了一层厚约2～3μm、含有一定量MgAl2O4的保护性氧化膜,该氧化膜可以使镁合金AZ31在3%NaCl溶液中的腐蚀速度仅为镁合金的1/15,对镁合金起到了有效的保护作用.     

AM60B镁合金在不同pH值酸雨中的腐蚀行为

重庆是我国镁合金产业化的重要基地,酸雨对镁合金的腐蚀非常严重.采用极化曲线和电化学交流阻抗法研究了不同pH值条件下AM60B镁合金在模拟酸雨中的腐蚀行为,用扫描电镜(SEM)观察了镁合金的腐蚀形貌,用x射线衍射仪(XRD)分析了腐蚀产物的组成.结果表明:随着溶液pH值的下降,AM60B镁合金的自腐蚀电位变负,腐蚀速率增加,同一腐蚀电位下阳极极化电流变大;电化学阻抗谱显示其容抗减小,膜电容下降,镁合金表面的保护膜被破坏;AM60B镁合金在模拟酸雨中的腐蚀以点蚀为主,形成了较深的腐蚀坑,腐蚀程度随着溶液pH值下降而增大,腐蚀产物主要由MgO和MgAl2(SO4)4·2H2O组成.     

AZ镁合金空气电池阳极在NaCl溶液中的电化学性能

采用动电位极化扫描、恒电流放电、化学浸泡法研究不同Al含量AZ31、AZ61、AZ913种AZ镁合金阳极的放电性能和腐蚀电化学行为。结果表明,3种镁合金阳极随Al含量的增加,腐蚀电位发生正移。合金的腐蚀电流密度呈先减小后增大的趋势;25℃的3.5%(质量分数)NaCl溶液中,3种合金阳极的放电电位随放电电流密度的增大而正移。30 mA/cm~2放电电流密度下,AZ61合金具有较负的平均放电电位,随时间延长平均放电电位负移且逐渐趋于平稳,表现出良好的放电性能。随Al含量的增加合金阳极自腐蚀速率有所下降,阳极利用率呈先增大后减小的趋势。3种合金阳极中,AZ61合金中形成大量点状或不连续短条状的β相,金属颗粒脱落较少,阳极利用率较高。     

环保型AZ31镁合金微弧阳极氧化工艺的研究

为了提高AZ31镁合金的耐蚀性,采用微弧阳极氧化技术并通过正交试验法开发出一种环保型的镁合金微弧氧化工艺.电解液最佳配方为:50.0g/L NaOH,20.0g/L H3BO3,10.0tg/L Na2B4O7·10H2O和10.0 g/L C6H5O7Na3,处理工艺为50 Hz、120 V交流电压氧化5 min.结果表明,经本工艺处理的镁合金表面覆盖一层主要由MgO组成的氧化膜,其自腐蚀电位和自腐蚀电流密度都有较大改善,能为AZ31镁合金基体提供更有效的保护.     

镍添加对粉末冶金Al94.5Cu4Mg1.5耐腐蚀性能的提升作用

通过常规粉末冶金工艺制备了Al_(94.5)Cu_4Mg_(1.5)Ni_x(x=0、2、4、6、8(%,质量分数))试样,研究了不同Ni含量试样在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能。利用X射线衍射(XRD)技术分析了试样烧结后的物相组成,通过电化学实验和失重腐蚀实验分析得到了试样的腐蚀数据,利用扫描电子显微镜(SEM)观察了试样的腐蚀形貌,并通过能谱仪(EDS)进行了微区成分分析。研究结果表明:烧结反应进行良好,Ni在烧结过程中可与Al反应生成金属间化合物Al_3Ni_2,铝基体在3.5%NaCl溶液中发生点蚀腐蚀,Ni的加入能够提高铝基体的腐蚀电位,减小腐蚀电流,使得基体的腐蚀程度减轻,材料的耐腐蚀性能提高。     

SiO2溶胶和Al(H2PO4)3封孔处理对等离子喷涂Fe基合金涂层性能的影响

为降低热喷涂涂层孔隙率,提高涂层耐蚀性,分别采用SiO_2溶胶和Al(H_2PO_4)_3对等离子喷涂层Fe基合金涂层进行封孔处理。采用扫描电镜对比考察了封孔处理前后涂层微观形貌的变化,利用能谱仪分析了封孔处理后涂层内部封孔剂的分布状态,用X射线应力测定仪测试了涂层封孔前后残余应力的变化,使用电化学工作站获得了封孔处理前后涂层的极化曲线并对比考察了涂层的耐蚀性。结果表明,SiO_2溶胶和Al(H_2PO_4)_3均可在Fe基合金涂层表面形成一层封闭膜层,并通过毛细作用以涂层孔隙为通道进入涂层内部,从而显著降低孔隙,对涂层起到密封作用,并改善涂层致密性。经SiO_2溶胶和Al(H_2PO_4)_3封孔处理后,涂层表层拉应力由291 MPa分别降到45 MPa和105 MPa,自腐蚀电流密度分别降低2.9%和72.3%。     

封孔处理对等离子喷涂Cr2O3-8TiO2涂层耐腐蚀性能的影响

为了提高等离子喷涂陶瓷涂层的耐腐蚀性能,扩大其应用范围,以环氧树脂和有机硅树脂为封孔剂对等离子喷涂Cr2O3-8TiO2涂层进行了封孔处理,采用盐雾腐蚀和电化学腐蚀方法对封孔涂层和未封孔涂层的耐腐蚀性能进行研究,使用扫描电镜/能谱仪(SEM/EDS)、光学显微镜(OM)观察了腐蚀前后涂层的形貌及成分变化,分析涂层的腐蚀机理.结果表明,240h盐雾腐蚀后未封孔涂层发生剥落失效,而有机硅树脂封孔涂层经1200h盐雾腐蚀表面仍保持完好.封孔涂层的耐腐蚀性明显优于未封孔涂层,有机硅树脂的封孔效果优于环氧树脂.     

温度对氮化硅材料动态疲劳特性的影响

研究了一种Si3N4陶瓷材料在室温、800及1100℃条件下的动态疲劳特性．结果发现与ZrO2及玻璃陶瓷相似，在高应力速率区，仍出现断裂应力随应力速率的提高而迅速下降的现象。同时应力腐蚀指数n随温度的升高而下降．通过断口分析，表明Si3N4陶瓷材料高温动态疲劳失效主要是由于晶间玻璃相软化流动造成的．     

CaF2对CAMS系矿渣微晶玻璃析晶特性及抗腐蚀性能的影响

以白云鄂博二次选后尾矿、高炉渣和粉煤灰为主要原料,采用熔融法制得不同CaF_2含量的CaOAl_2O_3-MgO-SiO_2(CAMS)系微晶玻璃,利用DSC、XRD、SEM、EDS等测试手段,研究了CaF_2对微晶玻璃析晶行为、显微结构及抗盐酸腐蚀性能的影响。结果表明:氟化钙添加量由2%增加至8%(质量分数),基础玻璃的析晶温度降低,析晶活化能由416.28kJ/mol降为309.02kJ/mol,但微晶玻璃的主晶相仍为透辉石相。氟化钙的添加在一定程度上降低了微晶玻璃的抗盐酸腐蚀性能,当氟化钙添加量为2%时,微晶玻璃经盐酸溶液浸泡21d,腐蚀层厚度为240μm;随着CaF_2添加量继续增大,微晶玻璃抗盐酸腐蚀性能急剧下降,当氟化钙添加量为8%时,盐酸腐蚀21d后,腐蚀层厚度为743μm。     

AZ91镁合金表面MgFe_2O_4薄膜的溶胶-凝胶法制备及其耐蚀性能

MgFe2O4耐酸耐碱,但目前还未见将其制成镁合金防腐蚀涂层的报道。采用溶胶-凝胶法在AZ91镁合金表面制备了MgFe2O4薄膜,利用正交试验研究了镀膜层数、溶胶中Mg2+与Fe3+的摩尔比、烧结温度、烧结时间对AZ91镁合金膜试样自腐蚀电流密度的影响,得出最优方案,并研究了优化条件制备的膜试样的组织结构及耐蚀性。结果表明:各因素对AZ91镁合金膜试样自腐蚀电流密度的影响程度由大到小依次是镀膜层数、烧结温度、nMg2+/nFe3+、烧结时间;最优条件是镀膜1层,nMg2+/nFe3+=0.35,烧结温度400℃,烧结时间5 h;与AZ91镁合金基体相比,优化条件制备的MgFe2O4薄膜的自腐蚀电流密度降低了1个数量级,自腐蚀电位正移了690 mV,耐腐蚀性能得到很大提高。     

纳米TiO_2-WO_3复合涂层及纳米TiO_2/WO_3叠层涂层的制备及性能

为了解决电子池材料改性TiO2涂层暗态下无阴极保护作用的问题,用溶胶-凝胶法及浸渍提拉技术在304不锈钢表面制备了纳米TiO2-WO3复合涂层与纳米TiO2/WO3叠层涂层,用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)研究了2种涂层的表面形貌、成分,并用电化学方法研究了2种涂层的光阴极保护特性及耐腐蚀性能。结果表明:2种涂层表面均连续均匀,由Ti,W,O,C组成;紫外光照1 h时2种涂层均对304不锈钢有一定的光阴极保护作用,闭光后纳米TiO2/WO3叠层涂层的延时阴极保护作用远好于纳米TiO2-WO3复合涂层;2种涂层均对304不锈钢有防腐蚀作用,紫外光照射时纳米TiO2-WO3复合涂层的防腐蚀性比纳米TiO2/WO3叠层涂层的好。     

磁控溅射Al掺杂Al2O3薄膜耐蚀性能研究

采用中频电源反应溅射在Si和SS304不锈钢表面制备两种不同成分的Al-O涂层,利用X射线衍射、扫描电镜、纳米压痕仪、电化学工作站和Cu装饰实验对涂层的结构及性能进行了分析。结果表明:室温下制备的涂层,掺Al后沉积速率是纯Al_2O_3的10倍,两种非晶涂层截面无明显的形貌特征,纯Al_2O_3涂层表面有微裂纹存在,掺杂Al的Al_2O_3涂层表现出更为优异的耐腐蚀性能,这与其表面的Al发生钝化氧化反应有关。     

不锈钢基Al2O3/SiC双层薄膜的制备和性能

用磁控溅射法在奥氏体不锈钢上分别制备了SiC单层膜和Al2O3/SiC双层膜,研究了溅射气压,溅 射功率以及退火温度对性能的影响.对比了二者的结构、硬度以及耐腐蚀性.结果表明,Al2O3缓冲层降低了SiC薄膜与奥氏体不锈钢基底的热失配和晶格失配,减少了因其而产生的缺陷,从而改善了奥氏体不锈钢上SiC薄膜的结晶质量.     

纳米晶Cu-20Ag-20Cr合金在H2SO4溶液中的腐蚀电化学行为

利用机械合金化法通过控制球磨时间分别制备出粗晶和纳米晶Cu-20Ag-20Cr合金粉末,采用真空热压法分别制备了粗晶和纳米晶Cu-20Ag-20Cr块体合金.使用PAR273与M5210电化学综合测试仪通过测定两种Cu-20Ag-20Cr合金在不同浓度H2SO4溶液中动电位极化曲线和交流阻抗谱(EIS)等研究了晶粒细化对其腐蚀电化学行为的影响,发现随着H2SO4溶液浓度的增大,粗晶和纳米晶Cu-20Ag-20Cr合金的自腐蚀电位负移;向中性Na2SO4溶液中加入0.02 mol/L H2SO4,腐蚀电流密度明显增大,但随着H2 SO4溶液浓度的增大,腐蚀电流密度变化不大.晶粒细化后,Cu-20Ag-20Cr块体合金的腐蚀电流密度变大,活性溶解增强,腐蚀速度加快;当H2SO4的浓度为0.50 mol/L时,两种Cu-20Ag-20Cr合金均发生了钝化,纳米晶Cu-20Ag-20Cr合金表面形成钝化膜时的维钝电流密度明显小于粗晶Cu-20Ag-20Cr合金,表明晶粒细化后,合金的钝化性能得到改善,稳定性增强;在H2SO4溶液中,两种Cu-20Ag-20Cr合金的交流阻抗谱均在高频处呈连续的圆弧,在低频端出现了“扩散尾”,在中性Na2SO4溶液中容抗弧的曲率半径最大,加入H2SO4溶液后,容抗弧的曲率半径显著变小,随着H2SO4溶液浓度的增大,容抗弧曲率半径的大小变化不大.