鎂的腐蝕

鎂是所有工業(yè)合金中化學(xué)活潑性最高的金屬，標(biāo)準(zhǔn)的電極電位為-2.3V，比鐵的標(biāo)準(zhǔn)電極電位低2V 左右，比鋁的標(biāo)準(zhǔn)電極電位低大約0.7V。在干燥的大氣環(huán)境中，鎂的表面能夠形成氧化膜，能夠在一定程度上抵御外界對鎂基體的腐蝕。

但是由于這一層氧化膜的密度較低，而且空隙較多，其防腐能力非常有限，同時還表現(xiàn)出明顯的化學(xué)和電化學(xué)活性，并且在濕度較大的空氣以及存在Cl^-的環(huán)境中，腐蝕會進(jìn)一步加快。鎂的電化學(xué)腐蝕主要表現(xiàn)為氫離子的析出過程，包括點蝕以及全面腐蝕兩種表現(xiàn)形式，同時溶解速度非?？臁Ｔ诟缓珻l^-的稀溶液中，鎂的腐蝕電位與其標(biāo)準(zhǔn)電位存在較大的差異，其腐蝕電位大約在-1.7V 左右，分析可能是由于鎂表面氧化膜的保護(hù)左右有關(guān)。當(dāng)pH值較高時，鎂表面能夠形成一層較厚的Mg(OH)₂沉淀膜，能夠?qū)︽V基體發(fā)揮較好的保護(hù)作用。

鎂鋁合金在各種條件下的腐蝕行為

在大氣環(huán)境下，鎂的腐蝕過程主要為氧的去極化過程，具體腐蝕程度主要受到大氣中濕度以及各種污染物含量的影響。通常來說，空氣的濕度大小對鎂鋁合金的腐蝕程度影響不明顯，只有在大氣中存在其它腐蝕性污染物時，空氣濕度大小對鎂鋁合金的腐蝕作用才會體現(xiàn)出來。如果大氣中基本上沒有任何腐蝕性物質(zhì)，則無論空氣濕度有多高，鎂鋁合金腐蝕行為也會表現(xiàn)得非常微弱。而當(dāng)大氣中含油大量腐蝕性污染物時，鎂鋁合金表面的腐蝕速度就會迅速增加。鎂鋁合金作為材料如果在工業(yè)大氣和海洋大氣環(huán)境中進(jìn)行工作時，其耐腐蝕性能較差。而在干燥清潔的空氣環(huán)境中，鎂的表面的養(yǎng)護(hù)膜能夠形成較強(qiáng)的保護(hù)作用，使鎂鋁合金的腐蝕非常微弱。

在大部分有機(jī)酸、無機(jī)酸以及中性介質(zhì)溶液中，鎂鋁合金的耐腐蝕性表現(xiàn)較差，而當(dāng)去除鎂鋁合金表面氧化膜的情況下，即使是蒸餾水也會導(dǎo)致鎂鋁合金的腐蝕速度加快。但是當(dāng)鎂鋁合金處于鉻酸溶液中時，其表面會形成一定鈍化膜，使其具有較好的穩(wěn)定性和耐腐蝕性能。如果容易中含有Cl^-以及SO₄^2- 時，鎂鋁合金表面的腐蝕會加快，而如果是在含有SiO₃^2-、CrO₄^2-、Cr₂O₇^2- 等離子的溶液中，鎂鋁合金的表面會與各種離子中的氧原子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)在其表面形成一層氧化膜，從而具有較高的耐腐蝕性能。

由于鎂鋁合金的電極電位比大部分金屬的電極電位要低，因此，鎂鋁合金一旦與這些金屬相互接觸時，其就會發(fā)生電偶腐蝕。對于Fe、Ni、Cu 等氫過電位較低的金屬，如果作為雜質(zhì)存在于鎂鋁合金的內(nèi)容，就會與鎂構(gòu)成腐蝕為電池，導(dǎo)致鎂鋁合金出現(xiàn)嚴(yán)重的電偶腐蝕。而對于Zn、Cd 等氫過電位較高的金屬，鎂鋁合金所受的電偶腐蝕則表現(xiàn)的不明顯。

鎂鋁合金如果暴露在包含Cl^- 的非氧化介質(zhì)中時，就會發(fā)生點蝕現(xiàn)象，在中性或者堿性溶液中，鎂鋁合金表面的點蝕現(xiàn)象會進(jìn)一步加劇。如果將鎂鋁合金浸入到NaCl 溶液中，在經(jīng)過一定的誘導(dǎo)之后，鎂鋁合金的表面會出現(xiàn)點蝕現(xiàn)象。

 鎂鋁合金表面腐蝕的防護(hù)及處理

鎂鋁合金耐腐蝕能力不足，使其在多個領(lǐng)域的應(yīng)用中受限。解決鎂鋁合金腐蝕防護(hù)問題，可以從其內(nèi)部的雜質(zhì)控制來提升鎂鋁合金的純度，發(fā)展新的耐腐蝕合金離子注入鎂鋁合金或者激光表面改性等方式來實現(xiàn)，對于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，則可以采用保護(hù)膜以及圖層處理等方法來實現(xiàn)，具有較高的經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)前，對鎂鋁合金表面防腐處理的方法主要包括化學(xué)處理、陽極氧化以及金屬鍍層三種。

通過化學(xué)處理能夠使鎂鋁合金表面形成一層氧化保護(hù)膜，該保護(hù)膜能夠與鎂鋁合金形成緊密的結(jié)合，阻擋外界腐蝕介質(zhì)直接侵蝕鎂鋁合金表面基體，提升鎂鋁合金的耐腐蝕性能。在工業(yè)生產(chǎn)中，常用的鎂鋁合金化學(xué)處理方法是利用鉻酸鈉和氟化鎂在鎂鋁合金表面形成保護(hù)膜來進(jìn)行保護(hù)，該保護(hù)膜在受到侵蝕之后還能緩慢的自我修復(fù)，很好的保護(hù)效果。加入稀土元素也能夠在鎂鋁合金表面形成保護(hù)膜，根據(jù)相關(guān)研究來看，該保護(hù)膜在pH 值為8.5 的緩沖溶液中能夠使美鋁合金的腐蝕速度明顯減緩，但是在pH 值為8.5 的侵蝕性溶液中，其保護(hù)性能會下降。

鎂鋁合金的陽極氧化儲能相對于化學(xué)處理方法而言，能夠使鎂鋁合金的耐腐蝕性能得到較大幅度的提升。鎂鋁合金陽極氧化的氧化膜孔隙率較高，并且孔的形狀不規(guī)則，如果不對這些空隙進(jìn)行處理，就容易導(dǎo)致腐蝕介質(zhì)更容易透過氧化膜直接侵蝕鎂鋁合金表面。鎂鋁合金的陽極氧化處理更多的需要降低氧化膜的空隙密度。微弧氧化技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的一種陽極氧化技術(shù)，通過將鎂鋁合金置于電解質(zhì)水溶液中，并接入高電壓使鎂鋁合金表面氧化膜中的微孔產(chǎn)生火花放電斑點，提升氧化膜的保護(hù)能力。因此，現(xiàn)對于普通的陽極氧化方式而言，該技術(shù)能夠使鎂鋁合金的耐腐蝕性能得到較大的提升。

鎂鋁合金防腐的金屬鍍層通常選擇化學(xué)鍍鎳，鎂鋁合金在經(jīng)過酸洗活化之后，在鎂集體上能夠直接沉積得到化學(xué)鍍鎳層，但是由于鎂本身具有較強(qiáng)的化學(xué)活性，在這個過程中會有大量的氫析出，導(dǎo)致鍍鎳層與鎂基體的結(jié)合力下降。在中間加入浸鋅工藝，能夠使鍍鎳層與鎂基體的結(jié)合力明顯提升，同時還能提升鎂鋁合金的表面光亮度。另外，還可以通過氟化物作為活化劑，不經(jīng)過浸鋅的工藝，通過化學(xué)鍍鎳、鈍化以及熱處理，鍍鎳層能夠獲得良好的力學(xué)性能、耐腐蝕性、可焊性以及對環(huán)境的穩(wěn)定性，并且能夠使器件的小孔內(nèi)部也被鍍鎳層覆蓋，這種工藝非常適合用于航天器部件對美鋁合金提出的嚴(yán)格防腐要求。

總結(jié)

隨著鎂合金在各個行業(yè)中的應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，其特性日益受到人們的重視，當(dāng)前，相關(guān)行業(yè)將對其的研究重點集中在塑性改善和耐蝕性提升兩個方面。鎂鋁合金作為當(dāng)前應(yīng)用量最大的鎂合金材料，對其腐蝕行為的研究具有重要的意義。