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镁及镁合金是较为理想的阳极材料,在防腐材料及技术中发挥着重要作用。AZ91E镁合金不仅是综合性能优异的结构材料,而且是一种电化学性能及耐腐蚀性良好、应用非常广泛的镁合金阳极材料。然而,目前关于AZ91E镁合金牺牲阳极材料在海洋环境方面的研究尚少,非常有必要开展其作为海洋环境阳极材料的性能及应用研究,并开发新型镁合金阳极材料。鉴于此,本文以AZ91E镁合金为研究对象,以3.5wt.%NaCl溶液作为模拟海水,采用合金化方法,通过添加Sn、Nd元素,实验研究了 AZ91E及其合金化镁合金的微观组织、腐蚀及电化学行为,分析阐明了其腐蚀及电化学活化机理,在此基础上对其作为海洋用阳极材料进行了评价。主要研究内容如下:(1)研究了 AZ91E在模拟海水中的腐蚀及电化学行为与机理。实验研究了 AZ91E镁合金的微观组织、腐蚀及电化学行为,并分析了其腐蚀机理,在此基础上建立了其腐蚀机理的物理模型。结果表明:AZ91E合金在模拟海水的腐蚀作用下,得到非均匀性且不易自动脱落的腐蚀产物,且主要由Mg(OH)2和MgO组成;其在海水环境中的耐蚀性较差,仅适用于一些低功率海洋探测等装置上;建立了 AZ91E的腐蚀机理模型,该模型能够较好地解释AZ91E镁合金的腐蚀行为。(2)研究了 Sn元素合金化的一系列镁合金的腐蚀及电化学行为与机理,研制出一种综合性能比AZ91E优越的海洋环境用新型镁合金阳极材料。制备了添加不同含量Sn元素的AZ91E-Sn系列合金,通过大量实验分析研究了各合金的微观组织变化、在模拟海水中的腐蚀及电化学行为,并建立了 Sn对镁合金的活化机理模型。结果表明:添加适量(小于2.5%)的Sn元素提高了 AZ91E镁合金的腐蚀性能及放电活性,随Sn含量(等于或大于2.5%)的增加,晶界出现Mg2Sn相的粗化和偏聚,导致合金的耐腐蚀性降低;基于“溶解—再沉积”活化机理,建立了 Sn对镁合金的活化机理物理模型;当Sn元素含量为2%时AZ91E合金的综合性能最优,表现为较佳的阳极材料特性,可作为一种新型海洋用镁合金阳极材料。(3)研究了稀土元素Nd合金化的AZ91E合金的腐蚀及电化学行为。制备了添加稀土元素Nd的AZ91 E+0.5%Nd合金,并实验研究了 Nd元素对AZ91E合金的腐蚀及电化学行为。结果表明:Nd元素合金化不仅增强了 AZ91E的耐腐蚀性,而且改善了其电化学性能,提高了 AZ91E合金作为阳极材料的利用率。本文的研究结果为进一步拓宽镁合金作为阳极材料的工程应用提供了理论依据,具有一定的理论指导意义;通过合金化研制开发的新型阳极材料可应用于海洋领域,对于海工装备的腐蚀防护具有良好的工程应用价值。