塔菲爾外推法測定鎂合金的腐蝕速率

1、用塔菲爾外推法測定鎂合金的腐蝕速率用塔菲爾外推法測定鎂合金的腐蝕速率石志明石志明劉明劉明rejAtrens關(guān)鍵詞：鎂腐蝕失重法塔菲爾外推法析氫法摘要：利用極化曲線塔菲爾外推法來充分估計鎂合金的腐蝕的假說，在這里稱為鎂的電化學(xué)測量假設(shè)。原則上，可以用一個有效的反例反駁。宋和Atrens在2003年的鎂腐蝕的論文就表明，關(guān)于鎂合金，塔菲爾外推法不能可靠地測定腐蝕速率。本文考察了近期文獻(xiàn)，進(jìn)一步研究鎂的電化學(xué)測量假設(shè)。文獻(xiàn)表明，利用極化曲線的

2、塔菲爾外推法所測定的鎂合金腐蝕速率與失重法和析氫法腐蝕速率不同。典型的偏差介于50%90%，這些遠(yuǎn)大于精確測量方法的誤差，同時也表明，需要對鎂的塔菲爾外推法仔細(xì)的審查。但本文研究并不打算用塔菲爾外推法說明鎂的腐蝕及相關(guān)應(yīng)用，強烈建議這些測量應(yīng)由至少兩個其它三個簡單的測量方法使用補充：（一）重量損失率，（二）析氫速率，（三）鎂離子離開金屬表面速率。這個方法比沒有補充的好很多。1.簡介因鎂合金密度低，有足夠的強度重量比和良好的鑄造性，鎂合金

3、常常應(yīng)用于交通運輸（如汽車制造），然而它的防腐性能差[1–5]。。因此，目前有許多關(guān)于鎂腐蝕應(yīng)用的研究，這些研究是依賴于極化曲線的塔菲爾外推法測定的腐蝕速率。這樣關(guān)于鎂的研究依賴于此處稱之為電化學(xué)測量假設(shè)，即用極化曲線的塔菲爾外推法可充分估計鎂合金的腐蝕速率。原則上，這樣的假設(shè)可以用一個有效的反例推翻，宋和Atrens的鎂腐蝕的文章就表明，塔菲爾外推法并沒有可靠的估計鎂合金腐蝕速率。本文的范圍是檢驗最近進(jìn)一步探討鎂電化學(xué)測量假說的文獻(xiàn)，

4、一個輔助的目的是方便鎂合金的開發(fā)和理解鎂應(yīng)用的腐蝕，從而確保這類研究盡可能有效。2.腐蝕速率測定方法最簡單、最根本的腐蝕速率的測量方法是測量金屬的腐蝕速率，PW(mgcm2d)，這可以使用[69]公式（1）轉(zhuǎn)換為平均腐蝕速度（mmy）PW=3.65△Wρ圖1鑄造鎂合金AZ91在1MNaCl溶液中48小時和96小時的浸泡試驗獨立測量的重量損失率和析氫速率交會圖，這條直線不光是簡單的通過實驗數(shù)據(jù)點線，也是理論預(yù)期繪圖。用塔菲爾外推法定量措施

5、測定的腐蝕速率是非常有效的。一種方法是評估所測腐蝕速率與標(biāo)準(zhǔn)腐蝕速率的偏差，用失重法測得的腐蝕速率PW與析氫法所測得的腐蝕速率PH，都可以作為與外推法測得的腐蝕速率的一個標(biāo)準(zhǔn)，實驗已經(jīng)證明PW與PH很吻合。對于用塔菲爾外推法所測得的腐蝕速率相對誤差可以用ei=︱(PiPW)PW︱100（6）或ei=︱(PiPH)PH︱100(7)一種同樣有效的替代措施是PWPi的比，如果PW能很好的估計Pi，這個比例就是恒定的。鎂的腐蝕有一個奇怪的現(xiàn)象

6、，陽極極化不但增加了鎂離子的離子量還增加了氫氣的產(chǎn)生[1–3]。這是在第5條中總結(jié)的，最好的解釋是部分化學(xué)腐蝕反應(yīng)與電化學(xué)相當(dāng)。如果重量損失率能很好測定總的腐蝕速率、腐蝕電流密度測量能很好的測量總腐蝕中電化學(xué)腐蝕速率，其結(jié)果是PWPi預(yù)計有一個1到2的比值。3.塔菲爾外推法測量腐蝕速率3.1.純鎂，AZ91和ZE41在1MNaCl溶液中表1[15]是純鎂、AZ91和ZE41在1MNaCl溶液中的腐蝕速率。這三種合金都是鑄態(tài)的并且是高純度

7、的即雜質(zhì)含量都低于合金中所能容納雜質(zhì)極限。[16]AZ91和ZE41都是兩相合金，在每一相中第二相并不是連續(xù)的，所以第二相并沒有為第一相提供一個有效的阻礙[21317]。試樣封裝在樹脂里并且只有一個面暴露在溶液中，這種方法便于對試樣腐蝕形態(tài)的查看。實驗用粒度為1200的砂紙研磨試樣表面，蒸餾水洗滌、干燥。利用式樣重復(fù)暴露在1。5L的1M氯化鈉溶液測定48小時清的析氫量。對于ZE41，局部腐蝕開始在某些表面發(fā)生，隨后擴大到整個表面。在開始