Ti-Si-Al-C312系MAX相在NaCl及B-Li溶液中的腐蝕行為.pdf

1、本文首先自制了四種不同組份的312系Ti-Si/Al-C MAX相陶瓷，采用XRD、金相顯微鏡、SEM、EDS對材料組織結(jié)構(gòu)成份進(jìn)行了表征，然后應(yīng)用動電位極化、恒電位極化、電化學(xué)阻抗譜等傳統(tǒng)電化學(xué)測試方法著重研究了這些材料在3.5％NaCl以及 B-Li中性緩沖溶液中的電化學(xué)腐蝕行為，并分別與TA2純Ti、Zr4合金進(jìn)行了對比，同時配合SEM、EDS、XPS以及點缺陷模型對材料的腐蝕機(jī)理進(jìn)行了研究與解釋。
　　本研究中所制備的四種

2、材料分別為：未加Al Ti3SiC2（10Vol%TiC）、Al摻雜Ti3SiC2、含雜Ti3AlC2（15Vol%TiC）、單相Ti3AlC2，它們均具有較高的致密度而且主要雜質(zhì)成份均為TiC，除未加Al Ti3SiC2以外，其余材料均晶粒粗大，組織均勻。
　　材料中 M-X層與 A層之間形成的微區(qū)電偶是材料腐蝕的根本原因，腐蝕優(yōu)先從M-X層與A層連接處開始，Ti3SiC2的優(yōu)先腐蝕位置為1號位Ti原子，Si次之，而Ti3AlC

3、2優(yōu)先腐蝕位置為A層Al原子，1號位Ti原子次之。M、A原子選擇性腐蝕造成大量M、A原子流失，剩余C原子以單質(zhì)形式存在，表面鈍化膜主要成份均為Ti、Si、Al的氧化物以及羥基氧化物或者氫氧化物，包括TiO2、Ti2O3、TiOOH、SiOx、Si-OH、Al2O3、Al(OH)3等。
　　在NaCl溶液中，Al摻雜提升了Ti3SiC2在開路條件下與電化學(xué)氧化環(huán)境中耐蝕性，但是降低了 Ti3SiC2的鈍化能力，同時使得材料的擊破電位

4、降低。Ti3AlC2耐蝕性遜于Ti3SiC2，單相Ti3AlC2鈍化能力微弱，但是TiC雜質(zhì)能夠提高其耐蝕性，使得材料具有明顯的鈍化區(qū)間。
　　B-Li緩沖溶液中材料的腐蝕過程與NaCl溶液中類似，由于Al2O3能夠在溶液中穩(wěn)定存在，312系Ti-Si/Al-C MAX相陶瓷在開路條件下的耐蝕性隨著材料中Al原子含量增加而增加，單相Ti3AlC2鈍化能力增強(qiáng)。
　　312系 Ti-Si/Al-C MAX相陶瓷在兩種溶液中開路