硫酸镍对Al-Mn-Mg合金耐蚀性能影响的研究

2022-09-11

引言

Al-Mn-Mg合金属于非热处理强化合金, 其本身的耐蚀性很好, 因此被作为船用材料广泛使用, 然而由于点蚀等腐蚀的发生, 容易造成结构的损坏, 本文选用某种Al-Mn-Mg合金作为研究对象, 研究无机盐硫酸镍对其耐蚀性能的影响。

一、试验材料与方法

1. 试验材料

试验材料选用船用Al-Mn-Mg合金作为研究对象, 其主要成分见表1。

2. 试验仪器与测试方法

极化试验和交流阻抗试验均采用三电极体系, 参比电极为饱和甘汞电极, 辅助电极为铂电极, 测试仪器为CHI600c电化学工作站, 试验介质为3%Na Cl溶液。极化试验的扫描速度为1mv/s;交流阻抗的信号幅值为10mv, 频率范围为50m H z-20k H z。

将试样用水砂纸打磨至1500#, 用W0.5金刚石研磨膏机械抛光, 无水乙醇去脂后, 冷风吹干。

二、试验结果及分析

1. 极化试验结果及分析

图2.1.1是Al-Mn-Mg合金在加有浓度分别为0mol/L, 0.01mol/L, 0.05mol/L和0.1mol/L的硫酸镍、中性的3%Na Cl溶液中的准稳态极化曲线。

图2.1.1的准稳态极化曲线显示, 当硫酸镍的浓度为0.01mol/L的时候, 腐蚀电位负移, 与点蚀电位出现分离, 提高了抗点蚀的能力[1], 出现钝化特征, 维钝电流减小;当硫酸镍的浓度为0.01mol/L的时候, 腐蚀电位没有负移, 与点蚀电位分离不明显, 稍微有钝化特征, 维钝电流较小;当硫酸镍的浓度为0.05mol/L的时候, 腐蚀电位正移, 与点蚀电位分离消失, 钝化特征也没了, 腐蚀电流增大, 没有抗蚀作用。

2. 交流阻抗试验结果及分析

图2.2.1是Al-Mn-Mg合金在浓度分别为0mol/L, 0.01mol/L, 0.05mol/L和0.1mol/L硫酸镍、中性的3%Na Cl溶液中的交流阻抗的Ny quist图。

观察Nyquist图特点, 可运用下面的模拟电路[2]进行拟合, 得到表2.2.1中的数据。

图2.2.2的Nyquist图显示, 曲线是由两个容抗弧组成的, 这是吸附型缓蚀剂的特征。同样, Nyquist图中曲线直径的大小反映阻抗的大小, 一定浓度硫酸镍的加入是可以提高Al-Mn-Mg合金的阻抗的。但是受浓度的影响一样很大, 当硫酸镍的浓度为0.01mol/L和0.05mol/L时, 阻抗大于没有加入硫酸镍的情况, 这时具有缓蚀作用。运用等效电路进行拟合, 得到的表2.2.1的数据也证实了极化曲线的结果, 而且阻抗也是随浓度的增大而减小。

结论

硫酸镍加入3%Na Cl溶液以后, Al-Mn-Mg合金的腐蚀电位下降, 点蚀电位与腐蚀电位分离, 维钝电流减小, 提高了抗点蚀的能力。

硫酸镍加入3%Na Cl溶液以后, Al-Mn-Mg合金的阻抗值增大, 可见硫酸镍的加入可以提高Al-Mn-Mg合金缓蚀作用。

综合准稳态极化曲线和交流阻抗试验的结果, 硫酸镍对铝合金具有缓蚀作用, 但是受浓度的影响很大。

摘要：本文分别运用阳极极化及交流阻抗等技术研究了硫酸镍对Al-Mn-Mg合金在3%氯化钠溶液中的耐蚀性能影响。阳极极化和交流阻抗试验显示硫酸镍加入3%氯化钠溶液以后, AlMn-Mg合金的腐蚀电位下降, 点蚀电位与腐蚀电位分离, 维钝电流减小, 阻抗值增大, 提高了抗点蚀的能力。综上, 硫酸镍对Al-Mn-Mg合金具有缓蚀作用, 但是受浓度的影响很大。

关键词：铝合金,耐蚀性,阳极极化,交流阻抗