az31镁合金微弧氧化膜的电化学腐蚀性能研究

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1、摘要摘要选用碱性硅酸盐溶液，对AZ3l镁合金进行微弧氧化处理。利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析AZ31镁合金微弧氧化膜的表面相结构和形貌变化；利用阳极极化和电化学阻抗谱(EIS)测量技术研究微弧氧化前后AZ31镁合金在不同pH值介质中浸泡不同时间的电化学腐蚀行为。根据EIS测量结果的讨论，建立等效电路，并采用ZsimpWin软件对其进行拟合。研究结果表明：AZ31镁合金微弧氧化膜是由厚度为3p．m的致密层和22p．m的疏松层构成的双层结构膜，主要由MgO、M92Si04和M92Si03组成。自然浸泡状态下，微弧氧化AZ3l

2、镁合金在pH6．1的0．1mol／LNa2S04和3．5％NaCI溶液中发生均匀腐蚀，在pill2的0．5mol／LNaCl溶液中为自钝化一点蚀击穿过程；在三种溶液中的阳极极化行为均由原始的活化溶解转变为钝化．局部破坏过程，自腐蚀电流密度i。0丌均比原始镁合金的降低1个数量级，微弧氧化后镁合金的钝化性能、抗点蚀性能和抗均匀腐蚀性能显著提高。在0．1mol／LNa2S04溶液中，微弧氧化前后AZ3l镁合金的EIS均呈现两个容抗弧，微弧氧化膜的容抗弧直径与原始合金相比增大l～3个数量级；在3．5％NaCl和pill2的O．5mol／LNaCl溶液中

3、，微弧氧化前呈现一个容抗弧和一个感抗弧，感抗弧的出现表明电极反应过程中存在中间产物Mg+，微弧氧化后，呈现两个容抗弧和一个感抗弧，感抗弧由固体腐蚀产物膜的局部破坏引起，且容抗弧直径分别增大2．-．-4和l"-2个数量级；同时中频区“峰"向低频方向移动的同时相位角平台变宽，相位角均提高10。左右，表明微弧氧化膜阻碍了反应离子的扩散和迁移，电极反应速度降低。在0．1mol／LNa2S04溶液中，反应电极／电解质溶液界面的等效电路由浸泡中后期的R(C(R(C(R(CR)))))变成浸泡后期的R(C(R(CR)(CR)))，在3．5％NaCI、pill

4、2的O．5moFLNaCI溶液中，由初期的R(C(R(CR)))变成中后期的R(CR(CR)(CR(LR)))。随浸泡时间的延长，容抗弧直径减小、高频区“半峰”相位角降低、中频区“峰”相位角平台变窄以及微弧氧化膜的电阻＆和电极反应电阻＆的减小，均说明膜的保护作用下降。在含有活性阴离子Cl’的两种溶液中，＆值相近，且比Na2S04溶液中的增大l"--3个数量级，微弧氧化膜的稳定性较好；Rt值却减小1～3个数量级，电极反应速度加快，说明在发生局部腐蚀的情况下，EIS的特征主要决定于孔核区域的电化学行为。关键词：AZ31镁合金：微弧氧化；电化学阻抗；

5、等效电路大连交通人学l：学硕+学位论文AbstractThesurfacemodificationofAZ31magnesiumalloyshasbeeninvestigatedbymicro．arcoxidation(MA01treatmentinakalinesilicatesolutions．ThephasemicrostructureandsurfacemorphologyarecharacterizedbyX—raydiffraction(XRD)andscanningelectronmicroscopy(SEM)；theelectr

6、ochemicalcorrosionbehaviorsofmagnesiumalloysatseparatepHandvariousimmersiontimearevaluedbyusinganodicpolarizationmeasurementsandelectrochemicalimpedancespectroscopy(EIS)．BasedontheresultofEISmeasurements，appropriateequivalentcircuitsforthefilmsystemwereproposed，andusingtheZs

7、impWinsoftwaresimulate．Theresultsindicatethat：TheMAOfilmwitll3肛minnerbarrierlayerand22UmouterporouslayeriSconsistofMgO，M92Si04，andM92Si03．TheAZ31alloyswithMAOfilmproceedageneralcorrosionwhenimmersedin0．1mol／LNa2S04solutionwithpH6．1and3．5％NaCl，butitshowselfpassivation—pitting

8、breakdownin0．5mol／LNaClsolutionwithpHl2．TheanodicpolarizationcurveoftheMAOf