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铝和稀土元素对镁合金在NaCl溶液中腐蚀行为的影响

作　者: 黄亮
导　师: 黄元伟；王晨
学　校: 中国科学院上海冶金研究所
专　业: 材料学
关键词: 腐蚀行为 NaCl溶液镁合金元素对稀土元素腐蚀性能线性极化电化学分析法耐腐蚀性动电位极化
分类号: TG172.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2001年
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内容摘要

本文运用了失重法、电化学分析法、表面物理分析等多种手段研究了铝和稀土元素对镁合金在NaCl溶液中腐蚀行为的影响。不同铝和稀土元素含量的镁合金的失重实验结果发现铝元素对于改善镁合金在NaCl溶液中耐腐蚀性能的作用是不稳定的。而在Mg-Al合金中再添加0.5-1.5％的RE元素，能够得到理想的耐腐蚀性能，其中Mg-8Al-1.0RE合金的耐腐蚀性能最好。并且，通过热处理和快的铸锭冷却速度能够显著提高合金的耐腐蚀性能。电化学测试中运用了线性极化和动电位极化等方法。线性极化结果表明合金Mg-8Al-1.5RE的I_corr最小。极化曲线也说明了纯镁的E_corr较Mg-Al和Mg-Al-RE合金更负。为探讨铝和稀土元素影响镁合金腐蚀行为的机理，本文利用多种表面分析手段如EMPA、EDS、SEM、XRD、TEM、AES等，比较研究了纯镁和Mg-8Al、Mg-8Al-RE等镁铝合金的组织结构和它们在Mg（OH）₂饱和的3.5％NaCl溶液中的腐蚀产物膜的形貌及结构。发现Al元素的加入使镁合金表面形成含Mg、Al的复杂氧化物，有利于提高镁合金耐腐蚀性。稀土元素RE的加入有利于提高Al元素在氧化膜中的含量，形成具有三层结构的产物膜，而且加铝和稀土元素的镁合金能形成含铝、镁、稀土的阴极性最弱的金属间化合物相，进一步提高了Mg-Al合金的耐腐蚀性。总而言之，铝和稀土元素的这种协同作用是Mg-Al-RE合金具有较好耐腐蚀性能的重要原因。

全文目录

中文摘要  4-5
英文摘要  5-6
引言  6-8
第一章文献综述  8-27
  1．1．镁和镁合金的腐蚀行为  8-13
    1．1．1．镁和镁合金在各种介质中的腐蚀行为  8-10
    1．1．2．镁和镁合金的腐蚀类型  10-13
  1．2．改进镁合金腐蚀性能的研究和发展  13-17
    1.2．1．改进镁合金自身的耐蚀性  13-16
    1.2．2．通过表面处理改进镁合金耐蚀性  16-17
  1．3．铝和稀土元素对镁合金腐蚀行为的影响  17-26
    1．3．1． Mg-Al和Mg-Al-RE合金的腐蚀性能  17-21
    1．3．2． Mg-Al和Mg-Al-RE合金的组织结构  21-24
    1．3．3． Mg-Al和Mg-Al-RE合金的腐蚀产物膜  24-26
  1．4．研究目的  26-27
第二章铝和稀土元素对镁合金的腐蚀性能的影响  27-42
  2．1．镁合金样品的准备  27-29
  2．2．腐蚀实验结果与分析  29-36
    2．2．1．实验方法和条件  29-30
    2．2．2．腐蚀失重实验结果  30-34
    2．2．3．盐雾实验结果  34-36
  2．3．电化学实验结果与分析  36-40
    2．3．1．实验方法和条件  36
    2．3．2．线性极化结果  36-37
    2．3．3． Mg-Al及Mg-Al-RE合金极化曲线对比  37-38
    2．3．4．金属间化合物腐蚀电位对比  38-40
  2．4．热处理对Mg-Al及Mg-Al-RE合金耐腐蚀性能的影响  40-42
第三章铝和稀土元素对镁合金表面形貌和结构特征的影响  42-52
  3．1． Mg-Al和Mg-Al-RE合金的金相形貌和显微结构分析  42-45
  3．2． Mg-Al和Mg-Al-RE合金腐蚀产物膜的表面形貌和结构分析  45-52
    3．2．1．空气中形成的氧化膜分析  45
    3．2．2． 3．5％NaCl溶液中浸泡后形成的腐蚀产物膜分析  45-52
第四章讨论与结论  52-55
  4．1．铝元素对表面氧化层的保护作用的不稳定性  52
  4．2．稀土元素对表面氧化层保护作用的增强  52-53
  4．3． Al、RE、Mn元素对氧化层保护作用的协同效应  53
  4．4．耐腐蚀镁合金生成的条件  53-55
第五章结论  55-57
参考文献  57-60
致谢  60-61
附录  61
  作者简历和发表文章  61

铝和稀土元素对镁合金在NaCl溶液中腐蚀行为的影响

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