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合金元素对镁合金耐腐蚀性能影响的研究进展

2021-12-22孙俊丽鲍同尧刘笑达杜华云卫英慧侯利锋

材料工程 2021年12期

阴 明,孙俊丽,鲍同尧,刘笑达,杜华云,卫英慧,侯利锋

(1 太原理工大学 材料科学与工程学院,太原 030024;2 山西省金属材料腐蚀与防护工程技术研究中心,太原 030024)

镁资源丰富,对环境友好,密度仅为1.74 g/cm3,相当于铁的四分之一或铝的三分之二[1-3]。纯镁质地柔软,但力学性能较差,抗拉强度仅20 MPa[1]。因此,人们一直在努力开发不同用途的镁合金。随着镁合金生产成本的降低和纯净化技术的提高,为满足商品轻量化和节能降耗的迫切需要,越来越多的镁合金用在交通运输领域,以减轻车辆的质量,提高燃料的效率并减少温室气体的排放[1,4-5]。镁合金还可以作为化学电源的负极(或阳极),这主要是因为金属镁具有较负的标准电极电位(镁的标准电极电位为-2.37 V vs SHE)、较大的理论比容量和较小的相对密度[6-11]。此外,由于镁具有良好的生物相容性和生物可降解性等优点,作为医用植入体材料具有巨大的潜力和应用前景[12-15]。尽管镁合金拥有优越和独特的性能以及巨大的应用前景,但较差的耐蚀性限制了其大规模的应用。镁合金在潮湿的环境或水溶液中很容易被腐蚀,特别是在含有Cl-的溶液中会被快速腐蚀[16-19]。其主要原因如下[19-23]:(1)镁具有很负的电化学势,在工程金属中最低;(2)在镁合金表面上形成的腐蚀膜层的稳定性较差,不能像铝或不锈钢的表面膜一样致密和稳定;(3)Mg容易和第二相或如Fe,Ni,Cu等比镁惰性的杂质发生电偶腐蚀。

如何提高镁的耐蚀性已成为世界性的难题。为提高镁合金的耐蚀性,人们进行了大量尝试。……

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