塔菲爾外推法測(cè)定鎂合金的腐蝕速率

1、用塔菲爾外推法測(cè)定鎂合金的腐蝕速率用塔菲爾外推法測(cè)定鎂合金的腐蝕速率石志明石志明劉明劉明rejAtrens關(guān)鍵詞：鎂腐蝕失重法塔菲爾外推法析氫法摘要：利用極化曲線塔菲爾外推法來充分估計(jì)鎂合金的腐蝕的假說，在這里稱為鎂的電化學(xué)測(cè)量假設(shè)。原則上，可以用一個(gè)有效的反例反駁。宋和Atrens在2003年的鎂腐蝕的論文就表明，關(guān)于鎂合金，塔菲爾外推法不能可靠地測(cè)定腐蝕速率。本文考察了近期文獻(xiàn)，進(jìn)一步研究鎂的電化學(xué)測(cè)量假設(shè)。文獻(xiàn)表明，利用極化曲線的

2、塔菲爾外推法所測(cè)定的鎂合金腐蝕速率與失重法和析氫法腐蝕速率不同。典型的偏差介于50%90%，這些遠(yuǎn)大于精確測(cè)量方法的誤差，同時(shí)也表明，需要對(duì)鎂的塔菲爾外推法仔細(xì)的審查。但本文研究并不打算用塔菲爾外推法說明鎂的腐蝕及相關(guān)應(yīng)用，強(qiáng)烈建議這些測(cè)量應(yīng)由至少兩個(gè)其它三個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)量方法使用補(bǔ)充：（一）重量損失率，（二）析氫速率，（三）鎂離子離開金屬表面速率。這個(gè)方法比沒有補(bǔ)充的好很多。1.簡(jiǎn)介因鎂合金密度低，有足夠的強(qiáng)度重量比和良好的鑄造性，鎂合金

3、常常應(yīng)用于交通運(yùn)輸（如汽車制造），然而它的防腐性能差[1–5]。。因此，目前有許多關(guān)于鎂腐蝕應(yīng)用的研究，這些研究是依賴于極化曲線的塔菲爾外推法測(cè)定的腐蝕速率。這樣關(guān)于鎂的研究依賴于此處稱之為電化學(xué)測(cè)量假設(shè)，即用極化曲線的塔菲爾外推法可充分估計(jì)鎂合金的腐蝕速率。原則上，這樣的假設(shè)可以用一個(gè)有效的反例推翻，宋和Atrens的鎂腐蝕的文章就表明，塔菲爾外推法并沒有可靠的估計(jì)鎂合金腐蝕速率。本文的范圍是檢驗(yàn)最近進(jìn)一步探討鎂電化學(xué)測(cè)量假說的文獻(xiàn)，

4、一個(gè)輔助的目的是方便鎂合金的開發(fā)和理解鎂應(yīng)用的腐蝕，從而確保這類研究盡可能有效。2.腐蝕速率測(cè)定方法最簡(jiǎn)單、最根本的腐蝕速率的測(cè)量方法是測(cè)量金屬的腐蝕速率，PW(mgcm2d)，這可以使用[69]公式（1）轉(zhuǎn)換為平均腐蝕速度（mmy）PW=3.65△Wρ圖1鑄造鎂合金AZ91在1MNaCl溶液中48小時(shí)和96小時(shí)的浸泡試驗(yàn)獨(dú)立測(cè)量的重量損失率和析氫速率交會(huì)圖，這條直線不光是簡(jiǎn)單的通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)線，也是理論預(yù)期繪圖。用塔菲爾外推法定量措施

5、測(cè)定的腐蝕速率是非常有效的。一種方法是評(píng)估所測(cè)腐蝕速率與標(biāo)準(zhǔn)腐蝕速率的偏差，用失重法測(cè)得的腐蝕速率PW與析氫法所測(cè)得的腐蝕速率PH，都可以作為與外推法測(cè)得的腐蝕速率的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明PW與PH很吻合。對(duì)于用塔菲爾外推法所測(cè)得的腐蝕速率相對(duì)誤差可以用ei=︱(PiPW)PW︱100（6）或ei=︱(PiPH)PH︱100(7)一種同樣有效的替代措施是PWPi的比，如果PW能很好的估計(jì)Pi，這個(gè)比例就是恒定的。鎂的腐蝕有一個(gè)奇怪的現(xiàn)象

6、，陽極極化不但增加了鎂離子的離子量還增加了氫氣的產(chǎn)生[1–3]。這是在第5條中總結(jié)的，最好的解釋是部分化學(xué)腐蝕反應(yīng)與電化學(xué)相當(dāng)。如果重量損失率能很好測(cè)定總的腐蝕速率、腐蝕電流密度測(cè)量能很好的測(cè)量總腐蝕中電化學(xué)腐蝕速率，其結(jié)果是PWPi預(yù)計(jì)有一個(gè)1到2的比值。3.塔菲爾外推法測(cè)量腐蝕速率3.1.純鎂，AZ91和ZE41在1MNaCl溶液中表1[15]是純鎂、AZ91和ZE41在1MNaCl溶液中的腐蝕速率。這三種合金都是鑄態(tài)的并且是高純度

7、的即雜質(zhì)含量都低于合金中所能容納雜質(zhì)極限。[16]AZ91和ZE41都是兩相合金，在每一相中第二相并不是連續(xù)的，所以第二相并沒有為第一相提供一個(gè)有效的阻礙[21317]。試樣封裝在樹脂里并且只有一個(gè)面暴露在溶液中，這種方法便于對(duì)試樣腐蝕形態(tài)的查看。實(shí)驗(yàn)用粒度為1200的砂紙研磨試樣表面，蒸餾水洗滌、干燥。利用式樣重復(fù)暴露在1。5L的1M氯化鈉溶液測(cè)定48小時(shí)清的析氫量。對(duì)于ZE41，局部腐蝕開始在某些表面發(fā)生，隨后擴(kuò)大到整個(gè)表面。在開始