LY12铝合金表面稀土转化膜腐蚀行为的研究

通过金相观察和Ｘ射线射能谱分析研究了ＬＹ１２铝合金表面两种稀土转化膜的腐蚀行为,在ＮａＣｌ溶液中稀土转化膜的腐蚀以点腐蚀开始,点蚀处基体含Ｃｕ量高。根据Ｍａｎｓｆｅｌｄ点腐蚀模型等效电路提出了利用电化学阻抗谱研究稀土转化膜在ＮａＣｌ溶液中腐蚀程度的新方法,转化膜在ＮａＣｌ淀粉 中浸泡时间较短、腐蚀不太严重的情况下,等效电路中的Ｗａｒｂｕｒｇ阻抗Ｗ可以忽略,简化等效电路得出了计算转化膜表面点腐蚀百分     

电镀锌层稀土转化膜成膜动力学研究

通过测量稀土转化膜生长微观形貌、稀土转化膜生长曲线、成膜反应表观活化能、成膜电位时间曲线及Tafel曲线,研究电镀锌稀土转化膜成膜动力学。结果表明:稀土转化膜的生长分为快速生长、缓慢生长、平稳生长3个阶段,3个阶段生长速率与单位面积转化膜质量均呈抛物线关系,形成具有保护性能的膜层;其中第一、二阶段成膜反应的活化能分别为18.17,28.93 kJ.mol-1,具有较快的反应速率,第三阶段成膜反应的活化能为42.41 kJ.mol-1,反应速率相对较慢。此外,成膜反应还与外因成膜温度和成膜时间有关,升高温度可缩短转化膜成膜的时间,有利于转化膜的形成,成膜温度在25~35℃之间,成膜时间在120~180 s之间,膜层具有较好的耐蚀性能。     

抗菌处理含铜铁素体不锈钢的耐微生物腐蚀性能

采用电化学测试技术及微生物学方法, 研究了抗菌处理含铜铁素体不锈钢在含有培养基的异养菌溶液中的耐蚀性能. 结果表明, 不锈钢的腐蚀电位随异养菌的新陈代谢呈现规律性变化, 抗菌处理使不锈钢在菌液中钝化膜的稳定性得到改善, 点蚀敏感性降低; 抗菌不锈钢表面弥散分布的ε-Cu析出相的杀菌作用, 降低了异养菌的活性, 减缓了异养菌对抗菌不锈钢的腐蚀, 提高了抗菌不锈钢耐微生物腐蚀性能.     

稀土对20钢和45钢表面的耐腐蚀性能的影响

采用化学气相扩渗法研究了稀土对20钢、45钢表面进行多组分共渗的耐腐蚀性能。实验结果表明:经稀土扩渗处理后的钢表面用动电位扫描、中性盐雾法、失重法以及电化学嗓声法对孔蚀测定,证实20钢、45钢耐蚀性能均有显著提高。     

稀土盐对铝合金阳极化过程的影响

在阳极化溶液中添加稀土盐得到的铝合金氧化膜在腐蚀试验中表现出优良的耐蚀性能,现场椭圆法对阳极氧化过程的研究结果表明,稀土盐的加入,对椭圆编振参数的振荡方式没有显著影响,但却使振荡的周期和振幅发生了一些变化,由此可以推知,稀土盐的加入并未改变氧化膜的组成,但却在一定程度上影响了成膜过程,使膜的结构发生了变化。对椭圆数据进行定量分析的结果进一步表明：加入稀土盐后,氧化膜多孔层生长速率加快,阻挡层厚度增加,多孔部分变得更加致密,这种结构上的变化是阳极化膜耐蚀性能得以提高的主要原因,EDAX和TEM分析结果也证实了椭圆法研究的结果。     

LY12铝合金表面电化学沉积制备DTMS硅烷膜及其耐蚀性研究

采用电化学技术在LY12铝合金表面沉积制备了十二烷基三甲氧基硅烷(DTMS)膜. 反射吸收红外光谱表明, DTMS硅烷试剂与铝合金基体表面发生了化学键合作用, 生成—SiOAl键实现成膜. 通过对膜覆盖电极在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的电化学阻抗谱(EIS)测试结果表明, 与开路电位下相比, 采用阴极电位沉积方法得到硅烷膜的耐蚀性能有明显提高, 且存在一个最佳“临界电位”, 在此电位下沉积得到的硅烷膜具有最高的耐蚀性. 扫描电镜观察结果表明, 在“临界电位”下制备得到的硅烷膜的结构最致密. 给出了硅烷膜覆盖电极的阻抗模型及相关参数的拟合结果.     

电化学阻抗谱研究铈盐转化膜形成过程中的影响因素

应用电化学阻抗谱(EIS)连续测试B95铝合金在0.01 mol·L-1CeCl3溶液中铈盐转化膜的形成过程,通过成膜过程中交流阻抗值的变化研究了温度,溶解氧O2的变化对B95铝合金稀土转化膜成膜过程的影响机制,采用等效电路的方式对测试的EIS进行了解析.结果表明:温度在20,25,30 ℃时B95铝合金在0.01 mol·L-1CeCl3溶液中的阻抗谱等效电路与成膜形成阶段的相同;温度为35,40,45℃B95铝合金的阻抗谱与成膜成长阶段的等效电路相同,表明升高温度缩短了稀土膜形成阶段的时间,铝合金基体溶解迅速被抑制;升高温度有利于铈盐氧化膜的形成;通O2对稀土Ce转化膜的形成无明显促进作用,O2参与的反应不是Ce转化膜形成的决速步骤.     

Fe基合金钝化膜点蚀敏感性的电化学研究

应用电位扫描、交流阻抗、电化学噪声等方法研究Fe及其合金在中性水溶液中钝化膜的形成过程、电子性质和点蚀敏感性以及不同微组织结构间的相互作用.结果表明:由Mott-Schot tky关系式确定钝化膜的电子性质仅限于较窄的低电位范围;在较高电位下,电容倒数与电位的线性关系当归因于钝化膜厚度的变化;反映钝化膜缺陷的电子性质与合金的点蚀敏感性有关,钝化膜电子供给体浓度越高,点蚀倾向越强。钝化膜的电子性质受钝化膜形成电位、钝化剂种类以及合金的微组织结构影响;不同微组织结构之间存在相互作用,这种相互作用能够诱导缺陷较大的一方发生点蚀。铁素体与珠光体和/或马素体相互作用时,点蚀在铁素体形成和发展.     

阳极氧化AZ91D镁合金在氯化钠稀溶液中的腐蚀行为

利用盐雾实验、极化曲线扫描、电化学阻抗谱和电化学噪声技术等电化学研究方法结合扫描电镜表面观测技术对AZ91D镁合金氧化膜在1%(w)氯化钠溶液中的耐蚀性能进行了评价. 结果表明, 氧化前后的镁合金腐蚀行为发生明显改变, 如未封孔的阳极氧化膜耐中性5%氯化钠盐雾试验时间超过200 h; 氧化后的镁合金自腐蚀电位明显正移, 点蚀诱导期延长; 阳极氧化膜的高频阻抗约为裸露镁合金的数千倍, 这些变化证明阳极氧化处理使镁合金获取了十分优异的耐蚀性能. 首次利用分形维数Df的变化规律初步描述氧化后AZ91D镁合金的腐蚀过程. 可以发现随着浸泡时间的延长, Df呈现出初期快速增长, 随后出现波动, 最后稍有降低的变化过程. 这种现象对应于氧化后AZ91D 镁合金在1%氯化钠溶液中腐蚀的三个阶段.     

钝化与过钝化状态下304不锈钢的点蚀行为研究

为了进一步了解不锈钢钝化膜与过钝化膜的性质,本文对比研究了在不同电位下极化处理后304不锈钢样品的点蚀及表面膜性质,发现空白对照组样品的点蚀电位和1.1 V过钝化处理后样品的点蚀电位相近,而0.5 V钝化处理后样品的点蚀电位较高. 扫描Kelvin探针（SKP）实验结果也验证了这一现象. 扫描电子显微镜（SEM）结果显示,空白对照组样品表面只呈现一般样品抛光后形貌;0.5 V钝化处理后的样品表面被颗粒状钝化膜所覆盖,该膜层决定了样品具有较好的耐蚀性;而1.1 V过钝化处理后的样品表面出现裂缝,导致不锈钢基体继续发生严重的局部腐蚀,可能成为过钝化膜保护性变差的主要原因.     

环氧树脂涂覆LY12铝合金在NaCl溶液中的阻抗模型

分别研究了裸LY12铝合金及涂覆环氧树脂涂层后合金在3.5％NaCl溶液中的电化学阻抗谱（EIS）.结果表明,LY12铝合金在点蚀电位以下阻抗谱上出现两个容抗弧,高频段对应Cl－参与的成膜阻抗,低频段对应铝阳极溶解的电化学反应阻抗.合金发生点蚀后出现低频感抗弧.合金/电极在NaCl溶液中先发生涂层吸水,当水及O2抵达基体后建立起电化学反应界面,合金遭受腐蚀；受涂层阻挡的影响,腐蚀产物的扩散逐渐成为控制步骤；当扩散速度较慢的Cl－抵达涂层/金属界面后,与界面处聚集的腐蚀产物间发生化学反应,完成成膜过程,阻抗谱上出现盐膜的阻抗,而扩散阻抗消失.提出了不同浸泡失效阶段涂层电极体系的阻抗模型.     

The effect of chloride concentration and pH on pitting corrosion of AA7075 aluminum alloy coated with phenyltrimethoxysilane

The effect of chloride ion concentration and pH of solution on the corrosion behavior of aluminum alloy AA7075 coated with phenyltrimethoxysilane (PTMS) immersed in aqueous solutions of NaCl is reported. Potentiodynamic polarization, linear polarization, open circuit potential, and weight loss measurements were performed. The surface of samples was examined using SEM and optical microscopy. Elemental characterization of the coating by secondary ion mass spectrometry indicates an intermediate layer between coating and aluminum alloy surface. The corrosion behavior of the aluminum alloy AA7075 depends on chloride concentration and pH of solution. In acidic or neutral solutions, general and pitting corrosion occur simultaneously. On the contrary, exposure to alkaline solutions results in general corrosion only. Results further reveal that aluminum alloy AA7075 is susceptible to pitting corrosion in all chloride solutions with concentrations between 0.05 M and 2 M NaCl; an increase in the chloride concentration slightly shifted both the pitting and corrosion potentials to more active values. Linear polarization resistance measurements show a substantially improved corrosion resistance value in case of samples coated with PTMS as compared to uncoated samples in both neutral (pH = 7), acidic (pH = 0.85 and 3), and alkaline chloride solutions (pH = 10 and 12.85). The higher corrosion resistance of the aluminum alloy coated with PTMS can be attributed to the hydrophobic coating which acts as a barrier and prevents chloride ion penetration and subsequent reaction with the aluminum alloy.     

铝合金表面改性对有机涂层附着力的影响及腐蚀防护性能研究

利用电化学阻抗（EIS）、扫描微参比技术（SRET）、接触角、粗糙度、附着力、盐雾等测试方法,研究了铝合金阳极氧化与贻贝黏附蛋白（MAP）/CeO₂/硅烷γ-APS（MCA）表面复合修饰的腐蚀防护性能以及对改性聚氨酯涂层附着力和耐蚀性的影响。结果表明,MCA复合膜可抑制铝合金的腐蚀,并具有一定的自修复功能;阳极氧化和MCA表面复合修饰可为铝合金提供有效的早期腐蚀防护作用,且能提高铝合金表面粗糙度和润湿性,显著提升改性聚氨酯涂层在铝合金表面的附着力和耐蚀性,因而结合改性聚氨酯涂层和表面复合修饰可实现对铝合金长期有效的腐蚀防护。     

Effect of Aluminum Alloy Surface Modification on Adhesion of the Modified Polyurethane Coating and Its Corrosion Protective Performance北大核心CSCD

The ordinary organic coatings on aluminum alloy usually encounter a problem of low adhesion to the substrate, which results in destruction and failure of the long-term protective performance of the anticorrosion systems. The surface modification of aluminum alloy is able to enhance the adhesion of organic coating on aluminum alloys, and to improve their protective performance. In this work, a combined surface modification of anodic oxidation and mussel adhesion protein/CeO2/3-aminopropyltriethoxysilane composite film (MCA) was developed on the aluminum alloy. The adhesion of modified polyurethane coated on the treated aluminum alloy and its corrosion protective performance were evaluated comprehensively by using contact angle, adhesion strength, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and scanning reference electrode technique (SRET). The measurements of EIS and SRET demonstrated that the MCA composite film on anodic oxidized Al possessed self-healing function and provided effective protection against early corrosion of aluminum alloy. The pull-off test showed that both anodic oxidation treatment and MCA composite film modification were able to increase the adhesion of modified polyurethane coating on aluminum alloy, and their combined action were supposed to remarkably enhance the adhesion strength up to 17.1 MPa. The reason for the improvement of adhesion was that the anodic oxidation treatment and MCA composite film modification could improve the surface roughness of aluminum alloy, and enhance the surface wettability and surface polarity, which is beneficent to enhance the bonding of the modified polyurethane coating to aluminum alloy surface. The EIS results showed that no any corrosion occurred for the modified polyurethane coating on the treated aluminum alloy during 65 d immersion in 3.5wt.% NaCl solution. The impedance value in low frequency range of the modified polyurethane coating always maintained at a high order of magnitude on the aluminum alloy treated by anodic oxidation and MCA composite film modification, showing an excellent protective performance of the coating system. The evaluation of Neutral Salt Spray (NSS) indicated that the modified polyurethane coating on the treated aluminum alloy owned superior corrosion protection performance, and the adhesion strength remained 13.1 MPa and no any corrosion was found at the scratch locations even after 1200 h of salt spray testing. It was concluded that combination of anodic oxidation and MCA composite film were capable of significantly improving the adhesion of modified polyurethane coating on aluminum alloy and providing long-term effective corrosion protection for aluminum alloy. © 2021 Authors. All rights reserved.     

Al合金表面Ce转化膜成膜机理研究

Ce转化膜作为一种Cr转化膜的理想替代品而日益受到人们的重视，但其成膜机理还不很清楚.本文应用自行研制的扫描微参比电极技术（SMRE），原位测量经CeCl3溶液处理的2024-T3 Al合金表面微区电位分布，并结合X光电子能谱（XPS）和交流阻抗谱（EIS），对Ce转化膜的成膜机理进行探讨.结果表明，在CeCl3溶液中，Ce转化膜的形成过程是 Ce3＋和Cl－相互竞争的动态过程.当由Cl－的不均匀吸附引起的局部腐蚀使pH升高时， Ce(OH)3就会首先在局部位置发生沉积.阴极反应过程产生的H2O2可将Ce(OH)3部分氧化成CeO2.     

7075铝合金在电解液薄层下的电位波动

在3.5%NaCl电解液膜下,7075铝合金自腐蚀电位随浸泡时间的波动呈如下变化:浸泡初期,自腐蚀电位E波动的幅度极小,继续浸泡至4h后E急剧增大到20mV,而浸泡6h后的波动幅度与腐蚀初期相近,但出现了正向尖峰,至12h后的波动幅度又与4h的相当.实验发现自腐蚀电位的均方差随腐蚀时间呈先负移而后正移的趋势,4h时出现极小值.而电位功率谱密度线性部分的斜率(k),则在4h时呈现较小值,6h时出现最大值.由此推断7075铝合金在薄电解液膜下浸泡6h后其表面产生了稳定的蚀点.     

添加氧化铈对AZ91D镁合金表面富镁涂层的保护作用

通过Machu测试、电化学交流阻抗(EIS)和扫描电子显微镜(SEM)等方法研究了添加氧化铈对AZ91D镁合金表面富镁涂层防护性能的影响.氧化铈添加量较少(0.1%,w)时,对涂层耐蚀性无影响;添加量过多(3%)时,涂层耐蚀性降低;添加氧化铈颗粒为0.5%时,涂层的阻抗增大,涂层电容降低,对AZ91D镁合金基体的保护性能明显提高.尽管添加氧化铈不改变富镁涂层对AZ91D镁合金的保护机制,但可显著延长涂层的服役寿命.氧化铈能够降低纯镁颗粒的电化学反应活性,使镁粉腐蚀速率降低,阴极保护时间延长.添加一定量氧化铈后,也有利于涂层屏蔽性能提高,氧化铈能降低AZ91D镁合金表面阳极腐蚀电流密度,提高镁合金腐蚀电位,从而有利于富镁涂层发挥对镁合金基体的阴极保护作用.     

Electrochemical and acoustic emission studies of aluminum pitting corrosion

The potentiodynamic and acoustic emission studies were carried out in a typical three-electrode electrochemical cell. The working electrode was prepared from aluminum alloy 1050A. Cyclic polarization and acoustic emission investigations of pitting corrosion were carried out simultaneously. On the basis of acoustic and potentiodynamic (cyclic polarization) investigations pitting corrosion potential was determined and compared.     

铈、锂盐对铝阳极氧化膜的协同封闭作用

研究了铈、锂盐在铝阳极氧化膜封闭处理中的协同作用.场发射扫描电镜和X射线衍射谱对铈、锂盐协同封闭前后铝阳极氧化膜形貌和结构的研究结果表明，封闭后膜表面的孔洞消失，封闭产物分布均匀，封闭后膜仍然以非晶态形式存在.根据X射线光电子能谱的结果，封闭后的膜主要由含结晶水的Al2O3及铈、锂的混合氢氧化物组成，同时膜中还含有及封闭溶液组分中的一些阴离子.电化学阻抗谱的研究结果表明铈、锂盐协同封闭能够显著提高膜的耐蚀性能.在实验结果基础上，初步认为铈、锂盐封闭是通过生成结构紧密的封闭产物填充、覆盖膜孔，从而显著提高铝阳极氧化膜的耐蚀性能.