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镁的电化学特性分析与优化

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:镁极易钝化,其钝化性能仅次于铝,但由于镁的氧化膜一般疏松多孔,镁及其合金的抗腐蚀性能较差。在pH值为8.5~11.5的介质中,镁与水反应形成保护性的氧化物或氢氧化物钝化层。在pH值小于11.5时,镁表面反应产生的Mg2因钝化膜自身的热力学稳定性不高和Mg2薄膜大的结构内应力而容易分解和产生裂纹或破坏,暴露出高活性的镁,从而不断地被腐蚀。因此,镁的钝化膜在pH值小于11.5的含水溶液中是不稳定的,腐蚀反应受表面膜的扩散过程所控制。

镁的电化学特性分析与优化

镁的标准电极电位非常低,E=-2.37V,几乎相对于所有金属,镁都是阳极极性的[80]。其腐蚀电位因腐蚀介质的不同,一般在+0.5~-1.65V之间。在大气环境中,镁的腐蚀电位在-1.0~-1.5V之间。镁极易钝化,其钝化性能仅次于铝,但由于镁的氧化膜一般疏松多孔,镁及其合金的抗腐蚀性能较差。镁在水溶液中的腐蚀电位约为-1.0V,在各种pH值下,镁几乎都能发生析氢腐蚀。由于镁及其合金的工作环境一般为大气环境和液体介质,所以其常见的腐蚀类型(点腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀应力腐蚀等)的腐蚀本质主要是薄液膜下或液体介质中的电化学腐蚀

在酸性或弱碱性介质中,镁发生电化学腐蚀的机理可用下列反应式表示[81]:总反应式可以表示为

净反应可以表示为下列分步反应

净反应可以表示为下列分步反应(www.xing528.com)

在pH值为8.5~11.5的介质中,镁与水反应形成保护性的氧化物或氢氧化物钝化层。在pH值小于11.5时,镁表面反应产生的Mg(OH)2因钝化膜自身的热力学稳定性不高和Mg(OH)2薄膜大的结构内应力而容易分解和产生裂纹或破坏,暴露出高活性的镁,从而不断地被腐蚀。因此,镁的钝化膜在pH值小于11.5的含水溶液中是不稳定的,腐蚀反应受表面膜的扩散过程所控制。随着腐蚀的进行,金属表面附近由于Mg(OH)2的形成而使pH值增大,当pH值大于11.5时,若没有外来侵入物的破坏,钝化膜层的裂纹被产生腐蚀产物Mg(OH)2所封闭,可以机械地隔离腐蚀介质与基体材料表面的接触,阻碍腐蚀反应的继续发生,因而镁具有很强的抗腐蚀性能[2]

在pH值为8.5~11.5的介质中,镁与水反应形成保护性的氧化物或氢氧化物钝化层。在pH值小于11.5时,镁表面反应产生的Mg(OH)2因钝化膜自身的热力学稳定性不高和Mg(OH)2薄膜大的结构内应力而容易分解和产生裂纹或破坏,暴露出高活性的镁,从而不断地被腐蚀。因此,镁的钝化膜在pH值小于11.5的含水溶液中是不稳定的,腐蚀反应受表面膜的扩散过程所控制。随着腐蚀的进行,金属表面附近由于Mg(OH)2的形成而使pH值增大,当pH值大于11.5时,若没有外来侵入物的破坏,钝化膜层的裂纹被产生腐蚀产物Mg(OH)2所封闭,可以机械地隔离腐蚀介质与基体材料表面的接触,阻碍腐蚀反应的继续发生,因而镁具有很强的抗腐蚀性能[2]

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