在大部分情况下,合金元素对镁合金的腐蚀作用的效果与元素的添加量有关。当前,将元素添加到镁合金中的方法有两种:单一合金化和复合合金化。

(1)单一合金化元素的影响 

        1.1基础合金元素:根据合金对其性能的影响,一般所用到的元素有两种类型:加强型元素和减弱型元素。加强型元素如Zn、Al、Mn、Zr等,其中,金属Al能溶于镁基体中,主要作用是影响合金第二相β相的分散状态进而影响组织结构,其中β相对镁合金的腐蚀的影响既可以表现为防止其进一步腐蚀,使合金表面膜更加稳定;又可以作为阴极相,从而加快阳极基体相的腐蚀。金属Zn可以破坏金属表面膜,故Zn的含量会影响其腐蚀性能,其中Zn的含量不易过高,若过高的话会降低其耐蚀性。金属Mn可以增大腐蚀电位,使基体中的第二相β相含量减少,还可与合金中的Fe生成一种可以稳定存在的化合物,从而减弱镁合金的腐蚀性能。金属Zr具有与Zn相似的影响镁合金性能作用的机理,也同样影响合金的腐蚀性能,对耐蚀性能起到促进作用,合金基体中Zr的含量在0.5%-5%时,其细化效果可以达到最好。减弱型元素如Fe、Cu、Ni等,若它们的含量过高,就会严重削弱合金的耐蚀性能,因为它们的电极电势较低,此时镁合金作为阳极,加速了腐蚀,从而降低合金的耐蚀性能,故若想增大合金的溶解性能,可以适当地增加元素Fe、Cu、Ni等的含量,而且这三种元素的影响大小为Ni最大,Fe次之,Cu最小。

        1.2稀土元素:稀土元素也可以起到强化镁合金的作用,常见的稀土元素有La、Ce、Pr等。这些稀土元素可以与镁相互作用生成共晶体新相,降低第二相β相的含量,达到细化颗粒的作用,提高综合强度。

        1.3碱金属元素:一些碱金属元素也通常会用于提高镁合金的一些性能,如Be、Ca、Sr等。少量的Be具有减弱氧化的作用,这一优良特性被广泛接受和使用。但是Be元素同样也有粗化镁合金的作用,因此我们应该谨慎使用,防止带来危害。

(2)复合合金化元素的影响

        同单一合金对镁合金影响的作用相类似,复合合金的适量加入也会有效的影响合金的性能。李肖丰等在镁合金中加入Y、Gd或Y+Gd合金元素,结果可得这些元素会阻碍合金的腐蚀,提高合金的耐蚀性能,而且加入适量的混合稀土可以使合金的耐蚀性能达到最好。Takami Ono等在镁合金中添入了适量的La、Nd、Ce后,可以看到合金的腐蚀电位增大了,减弱了合金的腐蚀。王喜峰等向镁合金中加入了适量的Ce和La后,发现腐蚀电位发生了正移,同时腐蚀电流密度和腐蚀速率均降低,改善了镁合金的性能。

        电化学腐蚀不同于化学腐蚀,它在腐蚀过程中会有电流产生,这种腐蚀在人们生活中随处可见。例如,航空航天、汽车、石油管道等在潮湿的环境和各种电解质溶液中的腐蚀,这些普遍存在的腐蚀都属于电化学腐蚀。

一般条件下,腐蚀速率的大小还与外界因素有关,如电压、电流等。根据差数效应Δ=|I0|-|IH| 其中I0:无外加电流下的析氢速度,IH:外加电流下的析氢速度,当差数效应大于零时,称为正差数效应;相反则称为负差数效应,这种效应体现在阳极反应速率增大、而阴极反应速率减小这两种极端条件趋势下,镁及镁合金的大都属于这一种腐蚀类型。

        关于镁合金缓蚀剂方面的研究工作较少,一般采用能与镁离子形成稳定络合物,并且在覆盖在镁合金表面,从而起到较好的缓蚀效果,镁合金缓蚀剂的研究还有待于进一步深入。

导电高分子的腐蚀
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