铝和稀土元素对镁合金在NaCl溶液中腐蚀行为的影响

【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。