镁合金负差数效应的研究进展

随着我国工业水平的不断进步，工程应用领域对轻量化的需求愈加迫切，极大推动了镁合金的快速发展。然而，镁合金的耐蚀性较差，严重阻碍了其实际工程应用。为了有效解决镁合金耐蚀性差的问题，亟需深入研究其腐蚀机理。镁合金电化学腐蚀过程中存在典型的负差数效应(Negative difference effect,NDE)，即在阳极极化下镁合金的析氢速度随电位升高而增加，与传统的电化学动力学理论相异。近年来，国内外学者对镁合金的负差数效应开展了大量研究，先后建立了局部保护膜模型、单价镁离子模型、溶解脱落模型、氢化镁促溶理论、综合理论、部分电子外电路消耗机理、析氢交换电流密度i0增大机理和电催化机理八种理论模型。基于上述模型，人们深化了对镁合金析氢过程的认识，提升了镁合金腐蚀机理的研究深度。本文综述了镁合金电化学腐蚀过程中负差数效应的基本原理及研究现状，归纳出八种负差数效应的理论模型，总结了各模型的发展历程，指出了它们各自存在的不足之处，展望了镁合金腐蚀负差数效应的研究方向。     

金属镁电化学腐蚀阳极析氢行为研究进展EI北大核心CSCD

金属镁在水溶液中的阳极极化行为与金属腐蚀电化学理论相悖,表现出阳极析氢行为,而且析出的氢气量随着阳极极化电压的升高而增大。这种被称为"负差数效应"的现象一直是金属镁腐蚀电化学研究的热点。本文首先详述了"负差数效应"的内涵和本质,随后综述了揭示"负差数效应"机理的假设和理论,最后分析了当前的假设和理论存在的有关假设无法实验验证、理论无法自洽等问题。指出了未来研究的侧重点是通过原位电化学技术、修正电化学参数等方向上揭示阳极析氢行为的机理,以期完善金属腐蚀理论。     

丝束电极技术研究流体对不锈钢/碳钢电偶腐蚀非均匀性行为的影响

目前,有关流体对电偶腐蚀非均性的影响的研究还鲜有报道。采用丝束电极技术研究了不锈钢/碳钢电偶在模拟流动海水中的电偶腐蚀行为。结果表明:静止条件下碳钢表面大部分区域表现为阳极电流,小部分为阴极电流;随流速增大,阳极区域扩大至整个表面,表现为全面腐蚀,且非均匀程度有所增加;腐蚀形貌观察表明,静止条件下碳钢表面大部分发生腐蚀,而处于阴极区的丝束没有明显锈蚀;流动条件下表面覆盖较厚的黄褐色锈蚀,其结果与丝束电极的电流分布一致,证明了电偶腐蚀过程中的非均匀性。     

高活性铝合金阳极材料的电化学性能

铝合金由于具有能量密度大、密度低、材料来源丰富、价格便宜及绿色环保等优点,正成为一种理想的新型阳极材料.为推动铝阳极电池的实用化,研制新型高电性能铝合金阳极材料有重要的意义.制备了Al-Ga-In-Pb-Mg,Al-Ga-In-Pb-Mn,Al-Ga-In-Pb-Sn 3种新型铝合金阳极材料.采用腐蚀失重法、排水法和电化学方法分别测试了合金的自腐蚀速率、析氢速率及电化学性能,并采用扫描电镜(SEM)观察了铝合金阳极腐蚀后的表面形貌.结果表明,新型铝合金阳极具有较负的开路电位、低的自腐蚀速率和析氢速率,其中以Al-Ga-In-Pa-Mn-合金的开路电位,Al-Ga-In-Pa-Mg合金的自腐蚀速率和析氢速率最低;并且随着极化电位的升高,各合金均具有较高的电化学活性;同时,3种合金在放电状态下均具有稳定的工作电位.     

GW93镁合金点蚀过程的原位监测及点蚀机制

镁合金作为最轻的金属结构材料有很多优异性能,但镁自身化学性质活泼,耐蚀性差,尤其易发生点蚀,破坏性和隐患性非常大。若想降低点蚀对镁合金部件安全服役性能的影响,就需要对镁合金点蚀机制有清楚的认识。然而,适用于其他金属材料的经典的点蚀机制是以形成氧浓差电池为基础,阴极发生的是氧还原反应,而镁合金阴极发生的是析氢反应,因此镁合金的点蚀形成过程尚需深入研究。采用扫描振动电极技术(SVET)原位监测了铸态GW93镁合金在3. 5%NaCl(质量分数)溶液中的点蚀过程,采用SEM观察了腐蚀过程镁合金微观形貌变化,采用电流-时间曲线对比了阴阳极电位对点蚀发展的影响。研究结果表明,点蚀坑外是微阴极,发生析氢反应,点蚀坑内是微阳极,发生镁的溶解反应,随着时间增加,点蚀发展过程是动态变化的。镁合金中第二相所导致的微电偶腐蚀加速效应及氯离子在腐蚀坑内的聚集,两者的协同作用驱动了点蚀不断向基体内部生长。     

NiAl/AlBN封严涂层的电偶腐蚀行为

采用空气等离子喷涂工艺制备了NiAl/AlBN封严涂层。研究了NiAl/AlBN涂层在5%(质量分数)NaCl溶液中的电偶腐蚀行为。结合极化曲线、开路电位和微观形貌(SEM)观察,对封严涂层的腐蚀机理进行了探讨。通过计算出的平均电偶电流密度,评价了NiAl/AlBN封严涂层的电偶腐蚀敏感性。结果表明,AlBN涂层的腐蚀电位较NiAl涂层低,两者相差约70mV,电偶腐蚀过程中,腐蚀电位较低的AlBN涂层作为电偶对的阳极发生腐蚀,NiAl涂层作为阴极得到保护。NiAl/AlBN涂层的电偶电流密度为3.5331μA/cm2。电偶腐蚀后,电偶对的阳极、阴极的自腐蚀电位均降低了,阳极电位从-808mV负移到-883mV,阴极电位从-740mV负移到-800mV;电偶电位为-814mV。随着腐蚀时间的延长,AlBN涂层的防护性能逐渐减弱。     

连续重整装置中三通管开裂分析

采用宏观形貌分析、扫描电镜观察、电子探针能谱分析、电极电位测定和电偶电流测定等手段,分析了某石化公司连续重整装置中氢气与石脑油混合的三通管的开裂原因。结果表明:开裂邻近三通管与变径管的焊接焊缝处,导致三通管开裂的主要原因是叠加在气蚀、氯和硫腐蚀基础上的电偶腐蚀;开裂三通管材料为Cr5Mo钢,而焊缝材料为铬镍不锈钢,两者之间的电位差高达60 mV,形成了电偶腐蚀,其中三通管因其电极电位比焊缝的更负,成为电偶对中的阳极而被加速腐蚀,从而使三通管在邻近焊缝处的壁厚不断减薄并最终开裂。     

压铸镁合金在防冻液中的电偶腐蚀规律研究

研究了压铸AZ91D镁合金分别与A3钢、H62黄铜、LF21铝合金及356号铸铝偶接后在80 ℃汽车防冻液中的电偶腐蚀行为及规律.自然腐蚀电位、电偶电位和电偶电流的测量结果表明,压铸AZ91D镁合金在与上述4种材料构成的电偶对中始终是阳极,且电偶腐蚀的阳极过程在该体系中受到较大的阻滞.电偶腐蚀效应的分析结果表明AZ91D与4种材料偶接后其阳极溶解速度较其未偶接前上升不超过1个数量级,且4种电偶对的电偶腐蚀效应存在如下相对关系:γ356号铸铝＜γLF21＜γH62＜γA3.     

离子液体中电沉积钴铬合金析氢性能研究

为了研究电沉积合金材料的析氢性能,本文在离子液体中通过脉冲电沉积法在碳钢上制备钴铬合金,研究了离子液体中电沉积不同的钴盐浓度对析氢过电位的影响,并与离子液体中电沉积的Co电极和Cr电极,水溶液中电沉积的Co-Cr合金电极进行了对比分析。利用三电极体系测试沉积电极在碱性环境下的电化学性能,采用线性极化法、方波电位法、交流阻抗法、恒电流电解法等电化学测试方法,并结合XRD、SEM、EDS进行了形貌、物相与元素分析。实验结果表明：制备的Co-Cr合金是多晶的,其晶粒尺寸为12.3 nm;当电流密度为10和100 mA/cm²时,所对应的析氢过电位分别为-105和-408 mV;当塔菲尔斜率为-0.228 V/dec时,析氢电阻为2.45Ω,计算得到其微观表面积为647 cm²;合金中Cr的质量分数约为8.5%,Co的质量分数约78.5%。随着钴盐浓度的上升,电沉积的钴铬合金电极的析氢性能越来越好。在离子液体中,通过脉冲电沉积制备的Co-Cr合金电极具有出色的电化学析氢性能,析氢机理为析氢反应动力学中的Volmer-Heyrovsky反应机理,析氢性...     

表面处理对TC21钛合金与铝合金和钢电偶腐蚀行为的影响

通过测定TC21钛合金与铝合金和钢电偶电流的方法,研究了TC21钛合金与铝合金和钢在使用接触时发生电偶腐蚀的敏感性.结果表明:TC21钛合金与铝合金和钢形成的电偶对极易发生电偶腐蚀,不能直接接触使用;对钛合金和铝合金分别进行阳极氧化处理可以在一定程度降低电偶腐蚀敏感性.TC21钛合金与钢形成的电偶对,电偶腐蚀行为与钢的成分有很大关系,对钛合金进行阳极氧化处理,对钢进行镀镉或镀镉-钛处理可以提高表面抗腐蚀性能,降低电偶腐蚀敏感性.当TC21钛合金与铝合金和钢接触使用时,必须采取有效的防护措施.