浸渍实验后样品形貌及腐蚀速率分析

在浸渍实验过程中，当试样放入3.5wt％NaCl腐蚀介质中，立刻就发生反应，放出大量的气体，如图7.1所示。

图7.1 浸渍实验中的析氢反应

图7.2所示为铸态AZ31合金和不同碳纳米管含量的碳纳米管增强镁基复合材料在3.5wt％NaCl腐蚀介质中静态浸泡24h前后试样的表面宏观形貌。浸渍实验前试样经抛光后表面光滑，如图7.2a所示。在浸泡的初始阶段，由于暴露在空气中的镁合金表面会生成一层非连续的氧化膜，3.5wt％ NaCl腐蚀介质中的侵蚀性Cl-必定会先行扩散到氧化膜的裂纹处而引发腐蚀。因此，试样表面到处散布着少量微小的腐蚀点，随着腐蚀时间的增长，逐渐扩展形成较大的腐蚀坑，腐蚀面积也进一步扩大。

图7.2 AZ31合金和不同碳纳米管增强镁基复合材料腐蚀前后的表面宏观形貌

（a）腐蚀前 （b）AZ31合金 （c）0.5wt％ MWCNTs复合材料 （d）1.0wt％ MWCNTs复合材料 （e）1.5wt％ MWCNTs复合材料(www.xing528.com)

对比图7.2b、c、d，可以明显地发现AZ31合金表面遭受严重破坏，表面出现大面积的腐蚀坑。而碳纳米管增强镁基复合材料表面平整，仍具有一定的金属光泽，腐蚀轻微。而且，复合材料试样表面上出现的是点状的腐蚀坑，腐蚀呈网状扩展。AZ31合金明显比加入了碳纳米管的复合材料表面腐蚀严重。

试样在3.5wt％NaCl腐蚀介质中静态浸泡24h后按失重法计算材料的腐蚀速率，结果如图7.3所示。随着碳纳米管增强镁基复合材料中碳纳米管含量的增加，复合材料的平均腐蚀速率逐步降低，抗腐蚀性能得到明显的改善。复合材料中当碳纳米管加入量为1.5wt％时，平均腐蚀速率由AZ31合金的3.2068mg/m²·s降为1.1069mg/m²·s。

图7.3 AZ31合金和碳纳米管/镁基复合材料在3.5wt％ NaCl介质中浸泡24h后的腐蚀速率

在浸渍实验过程中，由于腐蚀介质的不断侵蚀，材料表面的腐蚀产物不断脱落。随着腐蚀时间的增长，试样的体积将越来越小，因此试样与腐蚀介质的相对接触面积就增大，腐蚀的速率也就会越高。而在电化学极化试验以及短时间浸泡过程中，由于浸泡时间不长，材料的腐蚀程度没有这么严重，所以采用长时间浸渍实验测得的腐蚀速率，结果会有一定的误差，往往会比采用其他方法测得的结果稍微偏大，但这种方法更能够真实反映出材料腐蚀发展的总体趋势。