添加元素对镁合金腐蚀与电化学性能的影响

1、邓宇济邓宇济 添加元素对镁合金腐蚀与电化学性能的影响研究目标 、意义1.镁合金化学活泼性决定了镁合金的耐蚀性不好，可以说腐蚀问题是制约镁在工程领域应用的关键因素之一。2.镁合金由于其良好的电化学特性,已经成为一种重要的牺牲阳极材料,广泛应用于水介质中设备的保护。但镁合金的自腐蚀速率较高，阳极利用率低。目标：通过往AZ31中添加稀土元素和Be来改善镁合金的腐蚀与电化学性能，期望能找到一种抗腐蚀性能较好的材料或一种电极电位稳定，且阳极利用率高的电极材料。研究方法 1.测定材料在3.5%的NaCl溶液中的析氢速率。 2.利用LK3200电化学工作站测定其塔菲尔曲线，采用单电流阶跃计时电位法测定了合金

2、在不同电流密度下（1mA/cm2,10 mA/cm2,50mA/cm2）的极化曲线 3.Polyvar-MET金相显微镜观察镁合金的金相组织，用Sirion200场发射扫描电镜观察合金的腐蚀形貌，测定合金第二相成分。实验数据 析氢速率样品样品标号标号总总析氢量析氢量(ml)析析氢总时间氢总时间(min)析析氢速率（氢速率（ml/cm2.min）1#（0.1%Er）0.302254.2510-42#（0.5%Er）1.001801.5210-33#（0.1%Nd）1.102131.6410-34#（0.5%Nd）3.102404.1110-35#（0.1%La）1.002041.5610-36#

3、（0.5%La）1.402102.1210-37#（10ppmBe）2.052003.2610-38# (20ppmBe）2.352253.3310-3 可以认为在1#-8#号合金中，添加1#（0.1%-Er）的抗腐蚀性能最好 当Er含量从0.1%增加到0.5%时，合金的抗腐蚀性能变差； 当Nd含量从0.1%增加到0.5%时，合金的抗腐蚀性能变差； 当La含量从0.1%增加到0.5%时，合金的抗腐蚀性能变差； 当Be含量从10ppm增加到20ppm时，合金的抗腐蚀性能变差；样品样品腐蚀电位（腐蚀电位（V）腐蚀电流密度腐蚀电流密度（mA/cm2）1#（0.1%Er）-1.567.410-32#（

4、0.5%Er）-1.517.610-23#（0.1%Nd）-1.562.210-24#（0.5%Nd）-1.618.210-25#（0.1%La）-1.381.810-26#（0.5%La）-1.241.410-17#（10ppmBe）-1.416.410-28# (20ppmBe）-1.162.410-1AZ31-3.010-3（参考）塔菲尔外推法得出试验合金的腐蚀电流密度和腐蚀电位恒电流极化曲线电流密度 1mA/cm2电流密度 10mA/cm2电流密度 50mA/cm2 8#合金（添加20ppm-Be）的电极电位最负，且其放电较为稳定，具备成为良好的电极材料的潜能。 3#合金（添加0.5%-Nd）的电极电位比8#稍大，由前面的析氢实验和塔菲尔可以知道其自腐蚀速率较8#小，阳极利用率高。显微组织1#2#3#4#5#7#6#8# 容易看出1#合金的晶粒大小较为均匀，且第二相呈网状分布，因此腐蚀时其可能较易形成保护膜，阻止腐蚀的进一步进行。 从3#到4#合金，基体相的形态和大小发生了明显变化，3#合金的大部分晶粒更为细小，因此其抗腐蚀性能，电极电位都比4#合金更理想。合金第二相成分与腐蚀形貌合金加入Er以后，生成了新相Al-Er相。东北大学王忠军等发现Er能除去镁合金中的杂质，净化镁合金熔体。减少杂质与基体形成的腐蚀电池，提高合金的抗腐蚀性能。加