AZ31鎂合金微弧氧化膜的電化學(xué)腐蝕性能研究.pdf

1、選用堿性硅酸鹽溶液，對AZ31鎂合金進(jìn)行微弧氧化處理。利用X射線衍射(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)分析AZ31鎂合金微弧氧化膜的表面相結(jié)構(gòu)和形貌變化； 利用陽極極化和電化學(xué)阻抗譜(EIS)測量技術(shù)研究微弧氧化前后AZ31鎂合金在不同pH值介質(zhì)中浸泡不同時間的電化學(xué)腐蝕行為。 根據(jù)EIS測量結(jié)果的討論，建立等效電路，并采用ZsimpWin軟件對其進(jìn)行擬合。 研究結(jié)果表明： AZ31鎂合金微弧氧化膜是由

2、厚度為3μm的致密層和22μm的疏松層構(gòu)成的雙層結(jié)構(gòu)膜，主要由MgO、Mg2SiO4和Mg2SiO3組成。 自然浸泡狀態(tài)下，微弧氧化AZ31鎂合金在pH6.1的0.1mol/LNa2SO4和3.5％NaCl溶液中發(fā)生均勻腐蝕，在pH12的0.5mol/LNaCl溶液中為自鈍化一點蝕擊穿過程；在三種溶液中的陽極極化行為均由原始的活化溶解轉(zhuǎn)變?yōu)殁g化.局部破壞過程，自腐蝕電流密度icoπ均比原始鎂合金的降低1個數(shù)量級，微弧氧化后鎂合金

3、的鈍化性能、抗點蝕性能和抗均勻腐蝕性能顯著提高。 在0.1mol/LNa2SO4溶液中，微弧氧化前后AZ31鎂合金的EIS均呈現(xiàn)兩個容抗弧，微弧氧化膜的容抗弧直徑與原始合金相比增大1～3個數(shù)量級； 在3.5％NaCl和pH12的0.5mol/LNaCl溶液中，微弧氧化前呈現(xiàn)一個容抗弧和一個感抗弧，感抗弧的出現(xiàn)表明電極反應(yīng)過程中存在中間產(chǎn)物Mg+，微弧氧化后，呈現(xiàn)兩個容抗弧和一個感抗弧，感抗弧由固體腐蝕產(chǎn)物膜的局部破壞引起

4、，且容抗弧直徑分別增大2～4和1～2個數(shù)量級； 同時中頻區(qū)“峰”向低頻方向移動的同時相位角平臺變寬，相位角均提高10°左右，表明微弧氧化膜阻礙了反應(yīng)離子的擴(kuò)散和遷移，電極反應(yīng)速度降低。 在0.1mol/LNa2SO4溶液中，反應(yīng)電極/電解質(zhì)溶液界面的等效電路由浸泡中后期的R(C(R(C(R(CR)))))變成浸泡后期的R(C(R(CR)(CR)))，在3.5％NaCl、pH12的0.5mol/LNaCl溶液中，由初期的R

5、(C(R(CR)))變成中后期的R(CR(CR)(CR(LR)))。隨浸泡時間的延長，容抗弧直徑減小、高頻區(qū)“半峰”相位角降低、中頻區(qū)“峰”相位角平臺變窄以及微弧氧化膜的電阻Rc和電極反應(yīng)電阻Rt的減小，均說明膜的保護(hù)作用下降。 在含有活性陰離子Cl-的兩種溶液中，Rc值相近，且比Na2SO4溶液中的增大1～3個數(shù)量級，微弧氧化膜的穩(wěn)定性較好； Rt值卻減小1～3個數(shù)量級，電極反應(yīng)速度加快，說明在發(fā)生局部腐蝕的情況下，E