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镁及镁合金是目前世界上最轻的结构材料,被誉为绿色工程材料,在航天航空、3C领域及汽车工业方面有着重要应用。但耐蚀性差是制约镁及其合金发展的首要问题,且暴露于大气环境中的腐蚀占总腐蚀的一半以上。众所周知,金属的大气腐蚀就是发生在薄液膜下的电化学行为。因此,探讨薄液膜下大气污染物对镁合金的腐蚀行为的影响十分必要。化学转化是一种比较常见的镁合金表面处理技术,更够有效解决镁合金耐蚀性差的问题。故本文的主要研究工作如下: 1.通过阴极极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究了AZ91D镁合金在NaHCO3薄液膜下的腐蚀行为,详细讨论了液膜厚度、NaHCO3浓度和时间等参数的影响,并用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)进行了表征。研究结果表明:随着液膜厚度的降低,阴极和阳极过程均受到限制,AZ91D镁合金腐蚀速率变小;NaHCO3浓度增加会加剧AZ91D在薄液膜下的腐蚀;浸泡24h后,本体溶液中腐蚀表现为均匀腐蚀,而薄液膜下则表现为局部腐蚀。结合腐蚀产物成分分析,提出了AZ91D镁合金在含NaHCO3薄液膜下的腐蚀机制。 2.利用阴极极化曲线、EIS和SEM对比分析本体溶液和薄液膜(200μm)下NH4+含量、不同阴离子铵盐对AZ91D电化学腐蚀行为的影响,结果表明:本体溶液和薄液膜下增加NH4+的含量加剧了AZ91D镁合金的腐蚀,且NH4+与C1-、SO42-和NO3-之间对AZ91D的腐蚀均具有协同作用。同时讨论了不同含NH4+液膜厚度下的腐蚀行为,结合SEM和XRD结果,将AZ91D的腐蚀分为三个区域:均匀腐蚀区、局部腐蚀区、腐蚀抑制区,并提出了三个不同腐蚀区域的腐蚀机制。 3.采用扫描电子显微镜、动电位扫描和电化学阻抗谱研究了钙磷转化膜成膜工艺参数对镁合金AZ91D磷化膜形貌和耐蚀性的影响。实验结果表明:AZ91D镁合金在磷化液配比为Ca(NO3)2·4H2O(25g/L)∶NH4H2PO4(15g/L)=5∶3(pH=2.8)下室温静止浸泡20min时,得到片状磷化膜对镁合金基体的保护作用最强。能谱分析和X射线衍射证明该钙磷转化膜的主要成分为CaHPO4·2H2O,并提出了一种镁合金AZ91D磷化成膜的机制。