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含稀土铝合金表面氧化膜结构与性能关系研究

杨辉  
【摘要】: 铝合金在国民经济以及人们的日常生活中具重要地位,稀土加入铝合金对铝合金的性能改善显著,因而受到国内外的广泛重视。 本文以掺稀土La铝合金和掺稀土Er铝合金为样品,样品中的稀土La和稀土Er的实际含量用ICP测定,并用X射线衍射方法确定了稀土铝合金表面氧化膜中Al_2O_3为尖晶石结构。运用同步辐射技术EXAFS测试方法对不同La.含量的La—Al合金和不同Er含量的Er—Al合金进行测试。结果表明:稀土进入了氧化膜生成了稀土-铝复合氧化膜。Er进入八面体或四面体尖晶石空隙中与氧结合,减少了表面的空位数,从而影响了原子之间的相互作用,使氧化膜的稳定性增强。La进入表面氧化膜以后,La-0键上的电子向Al上转移,使La-0键上的电子云密度变小。Al-0之间的电子云密度增大,La的氧化态增加,而使Al-0间的结合力增强。从而La的第一壳层配位数增大,La-0距离增大。 本文采用电化学的方法对稀土铝合金的耐腐蚀性能进行了研究。TAFEL极化曲线测试结果表明La进入表面氧化膜以后,同时抑制了阴极反应和阳极反应。Er-Al合金中Al-0结合能的改变使氧化膜更加致密,从而抑制了氧在氧化膜中的扩散,即抑制了阴极反应。交流阻抗谱测试结果表明:掺入稀土之后,表面发生腐蚀的趋向减弱。氧化膜的多孔层和阻挡层都得到了改善,变得更为致密,从而保护了金属基体。


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