模擬動態(tài)海水中高鎂鋁合金(5383)腐蝕行為及其機理研究.pdf

1、我國海洋資源豐富，海上運輸行業(yè)優(yōu)越，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，海上貿(mào)易來往也更加頻繁，因此船舶作為海上運輸?shù)闹髁Πl(fā)揮巨大作用，而高鎂鋁合金(5383)因其具有優(yōu)良的物理以及機械性能從而代替鋼作為運輸行業(yè)的主要材料。然而高鎂鋁合金(5383)在海洋領(lǐng)域得到廣泛運用的同時仍然存在很多缺陷，苛刻海洋環(huán)境中存在著大量的活性陰離子以及金屬陽離子會對鋁合金造成嚴重的腐蝕，因此如何有效的檢測高鎂鋁合金在海洋環(huán)境中的腐蝕特征以及腐蝕速率，對材料的使用壽命以及服役

2、狀態(tài)作出有效評估，將對進一步開發(fā)和利用海洋資源具有重要的研究意義。本論文主要采用了電化學極化曲線、電化學噪聲(EN)、電化學阻抗譜(EIS)等電化學方法對高鎂鋁合金(5383)在模擬動態(tài)海水中的腐蝕行為進行研究，采用掃描電鏡(SEM)和能譜(EDS)等技術(shù)對5383鋁合金的腐蝕形貌進行觀察，得出以下主要結(jié)論:
　　(1)基于高鎂鋁合金(5383)在模擬動態(tài)海水中的電化學極化曲線研究，發(fā)現(xiàn)5383鋁合金在模擬動態(tài)海水中的腐蝕主要是陰

3、極過程為腐蝕過程的控制步驟，是氧擴散控制的，其耐蝕性能整體上隨著海水流速的增大表現(xiàn)出增強的趨勢，但不同階段相對不同。
　　(2)基于高鎂鋁合金(5383)在模擬動態(tài)海水中的電化學阻抗研究，發(fā)現(xiàn)5383鋁合金在不同流速下的模擬動態(tài)海水中的腐蝕可以分為四個階段:a）腐蝕初期，EIS譜高頻與低頻出現(xiàn)了兩個明顯的容抗弧，高頻區(qū)域容抗弧遠遠大于低頻區(qū)域，阻抗模值逐漸減小，說明海水中的侵蝕性離子開始攻擊電極表面的氧化膜，處于點蝕誘導期;b）腐

4、蝕中期，高頻容抗弧明顯收縮，低頻容抗弧先增大后減小，阻抗模值出現(xiàn)先增大后減小的變化，說明點蝕發(fā)生，并且伴有腐蝕產(chǎn)物的生成;c）腐蝕過渡期，一般只能看到一個容抗弧，且弧的半徑處于波動狀態(tài)，阻抗模值處于波動狀態(tài)，說明隨著腐蝕時間的進行腐蝕產(chǎn)物膜對高鎂鋁合金基體起到保護作用，腐蝕處于亞穩(wěn)定狀態(tài);d）腐蝕后期，有且只能看到一個容抗弧，弧的半徑呈增大趨勢但是變化幅度不大，基本保持不變，阻抗模值基本不變，腐蝕處于達到穩(wěn)定狀態(tài)。
　　(3)基于

5、高鎂鋁合金(5383)在模擬動態(tài)海水中的電化學噪聲研究，利用小波分析對5383鋁合金在模擬動態(tài)海水中不同流速下的電化學噪聲信號進行分析獲得的EDP譜圖，EDP譜圖可以清晰的表明D1到D8晶胞所占的能量比例，反映了點蝕的萌生以及發(fā)展、腐蝕產(chǎn)物在電極表面的的聚集以及脫落現(xiàn)象，而不同流速下5383鋁合金電極表面能量分布規(guī)律大致相似的。a）腐蝕初期，5383鋁合金電極表面能量主要集中在高階晶胞D5-D8上，表明海水中侵蝕性離子逐漸開始向電極表面

6、擴散，從而達到電極表面氧化膜的活性點，點蝕開始萌生;b）腐蝕中期，能量主要集中在低階晶胞D1-D4上，屬于點蝕的發(fā)展階段;c）腐蝕過渡期，能量主要集中在高階晶胞上，同時能量分布也比較高，說明點蝕逐漸過渡為均勻腐蝕;d）腐蝕后期。電極表面能量主要集中在高階晶胞D5-D8上，此時是產(chǎn)生的大量的金屬氧化物以及氫化物在陽極區(qū)域的堆積階段，從而形成比較致密的腐蝕產(chǎn)物膜對基體起到保護作用，此時腐蝕由亞穩(wěn)定狀態(tài)過渡為穩(wěn)定狀態(tài)。
　　(4)高鎂鋁