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汽车发动机冷却液中AM60镁合金的腐蚀与防护

作　者: 王莎
导　师: 李凌杰
学　校: 重庆大学
专　业: 物理化学
关键词: 镁合金冷却液腐蚀缓蚀剂缓蚀机理
分类号: TG174
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

镁合金作为一种轻质金属材料,已经广泛应用于社会各领域。随着社会节能、环保、安全理念的不断深入,越来越多的汽车零部件开始以镁合金替代传统汽车用金属。镁合金若能成为一种新型的发动机材料,能更有效地减轻汽车自重,真正实现环保节能的目标。本文主要研究了AM60镁合金在汽车发动机冷却液中的腐蚀及缓蚀行为,研究结果对于指导镁合金在占整车比重较大的发动机系统的应用有一定的意义。本论文采用电化学阻抗谱(EIS)、极化曲线等电化学方法考察了AM60镁合金在乙二醇/水基础液以及模拟冷却液中的腐蚀情况,并考察了硅酸钠、磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠对AM60镁合金在模拟汽车冷却液中的腐蚀抑制作用,根据电化学参数评价了缓蚀效果,并结合介质pH的变化和试样形貌讨论了缓蚀剂的缓蚀机理。此外,本论文还通过缓蚀剂的复配来降低冷却液对AM60镁合金的腐蚀性,并将优化配方后的冷却液与商品冷却液对AM60镁合金的腐蚀性进行了对比。AM60镁合金在乙二醇/水基础液中腐蚀很微弱并且很慢,温度升高腐蚀加剧;AM60镁合金在常温下的模拟液中呈点蚀特征,合金表面的腐蚀产物膜能够在一定时间和温度范围内对合金表面进行保护。根据计算所得实验活化能值可知,镁合金在乙二醇/水基础液中腐蚀反应的实验活化能值为27.73KJ/mol,远远大于其在模拟冷却液中的值2.24 KJ/mol,说明在乙二醇/水基础液中腐蚀反应更难发生。在模拟冷却液中添加硅酸钠、磷酸钠和十二烷基苯磺酸钠缓蚀剂后,一定浓度范围内缓蚀效率随浓度的增加而增加。其中磷酸钠对AM60镁合金不能提供长时间的保护,这可能与磷酸盐的水解产物稳定性有关。硅酸钠和十二烷基苯磺酸钠均表现出了阳极型缓蚀剂的特征。此外,添加缓蚀剂后腐蚀反应的实验活化能均比未添加时的实验活化能值更大,说明三种缓蚀剂均能在一定程度上抑制腐蚀反应的进行。其中,实验活化能在几种体系中的大小顺序为:硅酸钠>十二烷基苯磺酸钠>磷酸钠>空白。通过缓蚀剂的复配发现,硅酸钠与钨酸钠复配时对AM60镁合金的缓蚀效果最好。由AM60镁合金在优化配方后的冷却液中和商品冷却液A、B中的腐蚀研究可知,几种体系中常温下的腐蚀电流密度大小顺序为:coolant A>coolant B>optimized coolant;高温下腐蚀电流密度大小顺序为: coolant A>optimized coolant >coolant B。由此可以说明,优化配方后的冷却液适合于常温下AM60镁合金在发动机冷却系统中的应用,但高温下的应用则有待进一步对优化配方进行改进。

汽车发动机冷却液中AM60镁合金的腐蚀与防护

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