模擬動(dòng)態(tài)海水中高鎂鋁合金(5383)腐蝕行為及其機(jī)理研究.pdf

1、我國(guó)海洋資源豐富，海上運(yùn)輸行業(yè)優(yōu)越，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，海上貿(mào)易來(lái)往也更加頻繁，因此船舶作為海上運(yùn)輸?shù)闹髁Πl(fā)揮巨大作用，而高鎂鋁合金(5383)因其具有優(yōu)良的物理以及機(jī)械性能從而代替鋼作為運(yùn)輸行業(yè)的主要材料。然而高鎂鋁合金(5383)在海洋領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用的同時(shí)仍然存在很多缺陷，苛刻海洋環(huán)境中存在著大量的活性陰離子以及金屬陽(yáng)離子會(huì)對(duì)鋁合金造成嚴(yán)重的腐蝕，因此如何有效的檢測(cè)高鎂鋁合金在海洋環(huán)境中的腐蝕特征以及腐蝕速率，對(duì)材料的使用壽命以及服役

2、狀態(tài)作出有效評(píng)估，將對(duì)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和利用海洋資源具有重要的研究意義。本論文主要采用了電化學(xué)極化曲線、電化學(xué)噪聲(EN)、電化學(xué)阻抗譜(EIS)等電化學(xué)方法對(duì)高鎂鋁合金(5383)在模擬動(dòng)態(tài)海水中的腐蝕行為進(jìn)行研究，采用掃描電鏡(SEM)和能譜(EDS)等技術(shù)對(duì)5383鋁合金的腐蝕形貌進(jìn)行觀察，得出以下主要結(jié)論:
　　(1)基于高鎂鋁合金(5383)在模擬動(dòng)態(tài)海水中的電化學(xué)極化曲線研究，發(fā)現(xiàn)5383鋁合金在模擬動(dòng)態(tài)海水中的腐蝕主要是陰

3、極過(guò)程為腐蝕過(guò)程的控制步驟，是氧擴(kuò)散控制的，其耐蝕性能整體上隨著海水流速的增大表現(xiàn)出增強(qiáng)的趨勢(shì)，但不同階段相對(duì)不同。
　　(2)基于高鎂鋁合金(5383)在模擬動(dòng)態(tài)海水中的電化學(xué)阻抗研究，發(fā)現(xiàn)5383鋁合金在不同流速下的模擬動(dòng)態(tài)海水中的腐蝕可以分為四個(gè)階段:a）腐蝕初期，EIS譜高頻與低頻出現(xiàn)了兩個(gè)明顯的容抗弧，高頻區(qū)域容抗弧遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于低頻區(qū)域，阻抗模值逐漸減小，說(shuō)明海水中的侵蝕性離子開(kāi)始攻擊電極表面的氧化膜，處于點(diǎn)蝕誘導(dǎo)期;b）腐

4、蝕中期，高頻容抗弧明顯收縮，低頻容抗弧先增大后減小，阻抗模值出現(xiàn)先增大后減小的變化，說(shuō)明點(diǎn)蝕發(fā)生，并且伴有腐蝕產(chǎn)物的生成;c）腐蝕過(guò)渡期，一般只能看到一個(gè)容抗弧，且弧的半徑處于波動(dòng)狀態(tài)，阻抗模值處于波動(dòng)狀態(tài)，說(shuō)明隨著腐蝕時(shí)間的進(jìn)行腐蝕產(chǎn)物膜對(duì)高鎂鋁合金基體起到保護(hù)作用，腐蝕處于亞穩(wěn)定狀態(tài);d）腐蝕后期，有且只能看到一個(gè)容抗弧，弧的半徑呈增大趨勢(shì)但是變化幅度不大，基本保持不變，阻抗模值基本不變，腐蝕處于達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。
　　(3)基于

5、高鎂鋁合金(5383)在模擬動(dòng)態(tài)海水中的電化學(xué)噪聲研究，利用小波分析對(duì)5383鋁合金在模擬動(dòng)態(tài)海水中不同流速下的電化學(xué)噪聲信號(hào)進(jìn)行分析獲得的EDP譜圖，EDP譜圖可以清晰的表明D1到D8晶胞所占的能量比例，反映了點(diǎn)蝕的萌生以及發(fā)展、腐蝕產(chǎn)物在電極表面的的聚集以及脫落現(xiàn)象，而不同流速下5383鋁合金電極表面能量分布規(guī)律大致相似的。a）腐蝕初期，5383鋁合金電極表面能量主要集中在高階晶胞D5-D8上，表明海水中侵蝕性離子逐漸開(kāi)始向電極表面

6、擴(kuò)散，從而達(dá)到電極表面氧化膜的活性點(diǎn)，點(diǎn)蝕開(kāi)始萌生;b）腐蝕中期，能量主要集中在低階晶胞D1-D4上，屬于點(diǎn)蝕的發(fā)展階段;c）腐蝕過(guò)渡期，能量主要集中在高階晶胞上，同時(shí)能量分布也比較高，說(shuō)明點(diǎn)蝕逐漸過(guò)渡為均勻腐蝕;d）腐蝕后期。電極表面能量主要集中在高階晶胞D5-D8上，此時(shí)是產(chǎn)生的大量的金屬氧化物以及氫化物在陽(yáng)極區(qū)域的堆積階段，從而形成比較致密的腐蝕產(chǎn)物膜對(duì)基體起到保護(hù)作用，此時(shí)腐蝕由亞穩(wěn)定狀態(tài)過(guò)渡為穩(wěn)定狀態(tài)。
　　(4)高鎂鋁