內(nèi)生非晶復合材料在不同溶液的腐蝕機理研究.pdf

1、近些年，由于塊體非晶合金具有高彈性極限、高強度和高硬度等優(yōu)異的力學性能，在工程應(yīng)用領(lǐng)域上引起了人們濃厚的興趣。單相塊體非晶合金的塑性變形是通過高度局域剪切變形來完成的，盡管，在剪切帶內(nèi)塑性應(yīng)變程度非常大，可是在試樣斷裂前，因為剪切帶的數(shù)量很少，所以塊體非晶合金在室溫下的斷裂行為表現(xiàn)行為是沒有宏觀塑性變形的脆性斷裂形式。這一缺陷也限制了塊體非晶合金在許多工程領(lǐng)域上的應(yīng)用范圍。于是，鑒于晶體材料中，材料的位錯具有增殖的特性，人們在非晶生產(chǎn)過

2、程中，引入了具有不同強度和彈性模量的增韌第二相，通過這些增韌第二相對單一剪切帶在滑移時的阻礙過程，促使多重剪切帶的產(chǎn)生和滑移，這是目前可以有效提高塊體非晶合金塑性的重要方法。于是，人們在原來單相塊體非晶合金的基礎(chǔ)上，又開發(fā)出了具有彌散分布第二相的內(nèi)生非晶復合材料，這在很大程度上提高了非晶合金的塑性。但是，對該類材料的腐蝕性能研究，目前人們所做的工作很少，主要研究還是大多集中在單相塊體非晶合金的腐蝕性能研究。本文主要研究了Ti40Zr24

3、V12Cu5Be19和Ti46Zr20V12Cu5Be17非晶復合材料在不同溶液中的腐蝕行為，溶液濃度對 Ti46Zr20V12Cu5Be17非晶復合材料腐蝕性為的影響，以及在相同溶液環(huán)境下，材料的尺度對Ti46Zr20V12Cu5Be17非晶復合材料的腐蝕行為的影響。
　　Ti40Zr24V12Cu5Be19和Ti46Zr20V12Cu5Be17非晶復合材料通過電弧熔煉制得，電化學腐蝕試驗和化學腐蝕試驗均在室溫下進行。電化學實驗

4、方法包括動電位極化曲線法、交流阻抗譜法和恒電位法，化學腐蝕浸泡時間均為7天。腐蝕溶液包括體積濃度為0.1％、1%和10%的硫酸以及體積濃度為0.1%、1%和10%的鹽酸，體積濃度40%的氫氧化鈉和3.5%的氯化鈉。試樣尺寸分別為2 mm、3 mm和6 mm。并采用XRD、EDS、SEM和XPS等分析測試手段對試樣腐蝕后的組織結(jié)構(gòu)、表面形貌和元素分布進行分析，研究表明：
　　1. Ti40Zr24V12Cu5Be19非晶復合材料在1

5、0%的硫酸、體積濃度40%的氫氧化鈉和3.5%的氯化鈉溶液中進行腐蝕實驗時，在氯化鈉中表現(xiàn)出了最好的抗腐蝕性能和鈍化性能，自腐蝕電流密度和鈍化電流密度分別為10-7 A/cm2和10-6 A/cm2，在氯化鈉溶液中材料的抗點蝕性能最差，在氫氧化鈉中材料的抗腐蝕性能和鈍化性能最差，自腐蝕電流密度和鈍化電流密度均為10-4 A/cm2。非晶基體相比于枝晶第二相，表現(xiàn)出了更優(yōu)異的抗腐蝕性能。XRD分析結(jié)果表明，非晶基體表面產(chǎn)生了抗腐蝕性更好的

6、鈍化產(chǎn)物，從而引起電偶效應(yīng)，進一步加速了枝晶第二相的腐蝕。
　　2. Ti46Zr20V12Cu5Be17非晶復合材料在硫酸和鹽酸中均表現(xiàn)出了隨著酸濃度的增加，材料的抗腐蝕性能下降的趨勢，在相同濃度下，材料在硫酸中表現(xiàn)出了更好的抗腐蝕性能和鈍化性能。EDS結(jié)果分析表明，隨著酸濃度的增加，材料表面的Ti和Zr元素含量逐漸減少，導致表面鈍化膜致密性的下降，從而加快了材料的腐蝕速度。
　　3. Ti46Zr20V12Cu5Be17