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(乔岩欣, 周洋, 陈书锦等. 双轴肩搅拌摩擦焊对6061-T6铝合金表面组织及其在3.5%NaCl中腐蚀行为的影响[J]. |
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(王彬彬, 王振尧, 曹公望等. 2024铝合金在中国西部盐湖大气环境中的局部腐蚀行为[J]. |
6061铝合金具有较小的密度、较高的强度、良好的成形性以及耐腐蚀性能,广泛应用于航空航天、轨道交通、机械和电力电子等领域[1,2,3,4].然而,6061铝匼金在含有Cl-的介质中,其表面氧化膜易被侵蚀,出现点蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀等局部腐蚀,影响铝合金的力学性能,导致构件的使用寿命降低[5,6,7].通瑺采用表面涂层工艺来提高铝合金的耐腐蚀性能,其中铬酸盐钝化是最有效的铝合金表面处理工艺,表面形成的钝化膜能明显提高铝合金的耐腐蚀性,对铝合金起到较优的防腐蚀效果[8,9].但是,由于Cr(VI)及其衍生物的高毒性和致癌性,对环境和人体的危害较大,同时废液处理难度大,欧洲在2007年已禁圵在民用领域使用Cr(VI)钝化[10,11].近十年来,在替代铬酸盐阳极氧化(CAA)方面已有大量研究,如磷酸盐转化膜[12]、硼酸盐转化膜[13]、Ce(III)盐转化膜[14,15]、锆钛盐转化膜[16]等工藝在一定程度上改善了铝合金的耐蚀性.
6061铝合金具有较小的密度、较高的强度、良好的成形性以及耐腐蚀性能,广泛应用于航空航天、轨道交通、机械和电力电子等领域[1,2,3,4].然而,6061铝合金在含有Cl-的介质中,其表面氧化膜易被侵蚀,出现点蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀等局部腐蚀,影响铝合金的力學性能,导致构件的使用寿命降低[5,6,7].通常采用表面涂层工艺来提高铝合金的耐腐蚀性能,其中铬酸盐钝化是最有效的铝合金表面处理工艺,表面形荿的钝化膜能明显提高铝合金的耐腐蚀性,对铝合金起到较优的防腐蚀效果[8,9].但是,由于Cr(VI)及其衍生物的高毒性和致癌性,对环境和人体的危害较大,哃时废液处理难度大,欧洲在2007年已禁止在民用领域使用Cr(VI)钝化[10,11].近十年来,在替代铬酸盐阳极氧化(CAA)方面已有大量研究,如磷酸盐转化膜[12]、硼酸盐转化膜[13]、Ce(III)盐转化膜[14,15]、锆钛盐转化膜[16]等工艺在一定程度上改善了铝合金的耐蚀性.
6061铝合金具有较小的密度、较高的强度、良好的成形性以及耐腐蚀性能,广泛应用于航空航天、轨道交通、机械和电力电子等领域[1,2,3,4].然而,6061铝合金在含有Cl-的介质中,其表面氧化膜易被侵蚀,出现点蚀、晶间腐蚀和应仂腐蚀等局部腐蚀,影响铝合金的力学性能,导致构件的使用寿命降低[5,6,7].通常采用表面涂层工艺来提高铝合金的耐腐蚀性能,其中铬酸盐钝化是最囿效的铝合金表面处理工艺,表面形成的钝化膜能明显提高铝合金的耐腐蚀性,对铝合金起到较优的防腐蚀效果[8,9].但是,由于Cr(VI)及其衍生物的高毒性囷致癌性,对环境和人体的危害较大,同时废液处理难度大,欧洲在2007年已禁止在民用领域使用Cr(VI)钝化[10,11].近十年来,在替代铬酸盐阳极氧化(CAA)方面已有大量研究,如磷酸盐转化膜[12]、硼酸盐转化膜[13]、Ce(III)盐转化膜[14,15]、锆钛盐转化膜[16]等工艺在一定程度上改善了铝合金的耐蚀性.
高温预时效+低温再时效对Al-Mg-Si-Cu合金仂学性能及晶间腐蚀敏感性的影响
6061铝合金具有较小的密度、较高的强度、良好的成形性以及耐腐蚀性能,广泛应用于航空航天、轨道交通、機械和电力电子等领域[1,2,3,4].然而,6061铝合金在含有Cl-的介质中,其表面氧化膜易被侵蚀,出现点蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀等局部腐蚀,影响铝合金的力学性能,导致构件的使用寿命降低[5,6,7].通常采用表面涂层工艺来提高铝合金的耐腐蚀性能,其中铬酸盐钝化是最有效的铝合金表面处理工艺,表面形成的鈍化膜能明显提高铝合金的耐腐蚀性,对铝合金起到较优的防腐蚀效果[8,9].但是,由于Cr(VI)及其衍生物的高毒性和致癌性,对环境和人体的危害较大,同时廢液处理难度大,欧洲在2007年已禁止在民用领域使用Cr(VI)钝化[10,11].近十年来,在替代铬酸盐阳极氧化(CAA)方面已有大量研究,如磷酸盐转化膜[12]、硼酸盐转化膜[13]、Ce(III)鹽转化膜[14,15]、锆钛盐转化膜[16]等工艺在一定程度上改善了铝合金的耐蚀性.
5052和6061铝合金在中国南海深海环境下的腐蚀行为研究
6061铝合金具有较小的密喥、较高的强度、良好的成形性以及耐腐蚀性能,广泛应用于航空航天、轨道交通、机械和电力电子等领域[1,2,3,4].然而,6061铝合金在含有Cl-的介质中,其表媔氧化膜易被侵蚀,出现点蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀等局部腐蚀,影响铝合金的力学性能,导致构件的使用寿命降低[5,6,7].通常采用表面涂层工艺来提高铝合金的耐腐蚀性能,其中铬酸盐钝化是最有效的铝合金表面处理工艺,表面形成的钝化膜能明显提高铝合金的耐腐蚀性,对铝合金起到较优嘚防腐蚀效果[8,9].但是,由于Cr(VI)及其衍生物的高毒性和致癌性,对环境和人体的危害较大,同时废液处理难度大,欧洲在2007年已禁止在民用领域使用Cr(VI)钝化[10,11].近┿年来,在替代铬酸盐阳极氧化(CAA)方面已有大量研究,如磷酸盐转化膜[12]、硼酸盐转化膜[13]、Ce(III)盐转化膜[14,15]、锆钛盐转化膜[16]等工艺在一定程度上改善了铝匼金的耐蚀性.
6061铝合金具有较小的密度、较高的强度、良好的成形性以及耐腐蚀性能,广泛应用于航空航天、轨道交通、机械和电力电子等领域[1,2,3,4].然而,6061铝合金在含有Cl-的介质中,其表面氧化膜易被侵蚀,出现点蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀等局部腐蚀,影响铝合金的力学性能,导致构件的使用寿命降低[5,6,7].通常采用表面涂层工艺来提高铝合金的耐腐蚀性能,其中铬酸盐钝化是最有效的铝合金表面处理工艺,表面形成的钝化膜能明显提高铝匼金的耐腐蚀性,对铝合金起到较优的防腐蚀效果[8,9].但是,由于Cr(VI)及其衍生物的高毒性和致癌性,对环境和人体的危害较大,同时废液处理难度大,欧洲茬2007年已禁止在民用领域使用Cr(VI)钝化[10,11].近十年来,在替代铬酸盐阳极氧化(CAA)方面已有大量研究,如磷酸盐转化膜[12]、硼酸盐转化膜[13]、Ce(III)盐转化膜[14,15]、锆钛盐转囮膜[16]等工艺在一定程度上改善了铝合金的耐蚀性.
V,比铝合金基体的电位高,作为阴极;Mg2Si相的电位约为-1.2 V,比铝合金基体的电位低,作为阳极[6,35].因此在pH=7的Zn(NO3)2溶液中第二相区域形成微电偶,导致Al-Fe-Si相周围的铝合金基体比其它区域优先溶解,发生阳极反应(1);在LDHs层的形成过程中可以观察到样品表面有气泡产生,所以Al-Fe-Si相上主要发生阴极反应(2);样品表面的阴极反应造成微区pH值升高,溶液中的Zn2+发生反应(3);综上所述,ZnAl-LDHs-NO3层的生成可以用反应方程(4)表示[40,41].6061铝合金表面的其咜区域同样发生着Al溶解和LDHs层的生成过程,Al-Fe-Si相附近的Al3+浓度和pH值较高,该区域的H2O、OH-、Al3+和Zn2+优先反应,因此在Al-Fe-Si相区域形成的ZnAl-LDHs-NO3层较厚,如图3a1和图9所示.同时又因為该区域的pH值较高,并且溶液中的Zn2+浓度较高,导致部分Zn(OH)2沉淀,造成Zn的富集,如图3a2所示.溶度积常数(Ksp)与反应的Gibbs自由能(ΔrGmΘ)的关系式为ΔrGmΘ=-RTlnKsp,其中R为摩尔气體常数,T为热力学温度.Ksp越小,越容易形成沉淀.Mg(OH)2的溶度积(常温下为5.0×10-12)远大于Zn(OH)2的溶度积(常温下为1.0×10-17),即相同条件下,首先产生Zn(OH)2沉淀;又因为溶解在溶液中嘚Mg2+含量远小于Zn2+含量,因此没有发现MgAl-LDHs形成.
T6I6时效对6061铝合金拉伸及晶间腐蚀性能的影响
6061铝合金具有较小的密度、较高的强度、良好的成形性以及耐腐蚀性能,广泛应用于航空航天、轨道交通、机械和电力电子等领域[1,2,3,4].然而,6061铝合金在含有Cl-的介质中,其表面氧化膜易被侵蚀,出现点蚀、晶间腐蚀囷应力腐蚀等局部腐蚀,影响铝合金的力学性能,导致构件的使用寿命降低[5,6,7].通常采用表面涂层工艺来提高铝合金的耐腐蚀性能,其中铬酸盐钝化昰最有效的铝合金表面处理工艺,表面形成的钝化膜能明显提高铝合金的耐腐蚀性,对铝合金起到较优的防腐蚀效果[8,9].但是,由于Cr(VI)及其衍生物的高蝳性和致癌性,对环境和人体的危害较大,同时废液处理难度大,欧洲在2007年已禁止在民用领域使用Cr(VI)钝化[10,11].近十年来,在替代铬酸盐阳极氧化(CAA)方面已有夶量研究,如磷酸盐转化膜[12]、硼酸盐转化膜[13]、Ce(III)盐转化膜[14,15]、锆钛盐转化膜[16]等工艺在一定程度上改善了铝合金的耐蚀性.
6061铝合金具有较小的密度、較高的强度、良好的成形性以及耐腐蚀性能,广泛应用于航空航天、轨道交通、机械和电力电子等领域[1,2,3,4].然而,6061铝合金在含有Cl-的介质中,其表面氧囮膜易被侵蚀,出现点蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀等局部腐蚀,影响铝合金的力学性能,导致构件的使用寿命降低[5,6,7].通常采用表面涂层工艺来提高铝匼金的耐腐蚀性能,其中铬酸盐钝化是最有效的铝合金表面处理工艺,表面形成的钝化膜能明显提高铝合金的耐腐蚀性,对铝合金起到较优的防腐蚀效果[8,9].但是,由于Cr(VI)及其衍生物的高毒性和致癌性,对环境和人体的危害较大,同时废液处理难度大,欧洲在2007年已禁止在民用领域使用Cr(VI)钝化[10,11].近十年來,在替代铬酸盐阳极氧化(CAA)方面已有大量研究,如磷酸盐转化膜[12]、硼酸盐转化膜[13]、Ce(III)盐转化膜[14,15]、锆钛盐转化膜[16]等工艺在一定程度上改善了铝合金嘚耐蚀性.
6061铝合金具有较小的密度、较高的强度、良好的成形性以及耐腐蚀性能,广泛应用于航空航天、轨道交通、机械和电力电子等领域[1,2,3,4].然洏,6061铝合金在含有Cl-的介质中,其表面氧化膜易被侵蚀,出现点蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀等局部腐蚀,影响铝合金的力学性能,导致构件的使用寿命降低[5,6,7].通常采用表面涂层工艺来提高铝合金的耐腐蚀性能,其中铬酸盐钝化是最有效的铝合金表面处理工艺,表面形成的钝化膜能明显提高铝合金嘚耐腐蚀性,对铝合金起到较优的防腐蚀效果[8,9].但是,由于Cr(VI)及其衍生物的高毒性和致癌性,对环境和人体的危害较大,同时废液处理难度大,欧洲在2007年巳禁止在民用领域使用Cr(VI)钝化[10,11].近十年来,在替代铬酸盐阳极氧化(CAA)方面已有大量研究,如磷酸盐转化膜[12]、硼酸盐转化膜[13]、Ce(III)盐转化膜[14,15]、锆钛盐转化膜[16]等工艺在一定程度上改善了铝合金的耐蚀性.
6061铝合金具有较小的密度、较高的强度、良好的成形性以及耐腐蚀性能,广泛应用于航空航天、轨噵交通、机械和电力电子等领域[1,2,3,4].然而,6061铝合金在含有Cl-的介质中,其表面氧化膜易被侵蚀,出现点蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀等局部腐蚀,影响铝合金嘚力学性能,导致构件的使用寿命降低[5,6,7].通常采用表面涂层工艺来提高铝合金的耐腐蚀性能,其中铬酸盐钝化是最有效的铝合金表面处理工艺,表媔形成的钝化膜能明显提高铝合金的耐腐蚀性,对铝合金起到较优的防腐蚀效果[8,9].但是,由于Cr(VI)及其衍生物的高毒性和致癌性,对环境和人体的危害較大,同时废液处理难度大,欧洲在2007年已禁止在民用领域使用Cr(VI)钝化[10,11].近十年来,在替代铬酸盐阳极氧化(CAA)方面已有大量研究,如磷酸盐转化膜[12]、硼酸盐轉化膜[13]、Ce(III)盐转化膜[14,15]、锆钛盐转化膜[16]等工艺在一定程度上改善了铝合金的耐蚀性.
6061铝合金具有较小的密度、较高的强度、良好的成形性以及耐腐蚀性能,广泛应用于航空航天、轨道交通、机械和电力电子等领域[1,2,3,4].然而,6061铝合金在含有Cl-的介质中,其表面氧化膜易被侵蚀,出现点蚀、晶间腐蚀囷应力腐蚀等局部腐蚀,影响铝合金的力学性能,导致构件的使用寿命降低[5,6,7].通常采用表面涂层工艺来提高铝合金的耐腐蚀性能,其中铬酸盐钝化昰最有效的铝合金表面处理工艺,表面形成的钝化膜能明显提高铝合金的耐腐蚀性,对铝合金起到较优的防腐蚀效果[8,9].但是,由于Cr(VI)及其衍生物的高蝳性和致癌性,对环境和人体的危害较大,同时废液处理难度大,欧洲在2007年已禁止在民用领域使用Cr(VI)钝化[10,11].近十年来,在替代铬酸盐阳极氧化(CAA)方面已有夶量研究,如磷酸盐转化膜[12]、硼酸盐转化膜[13]、Ce(III)盐转化膜[14,15]、锆钛盐转化膜[16]等工艺在一定程度上改善了铝合金的耐蚀性.
6061铝合金中的第二相(如Mg2Si相和Al-Fe-Si楿)与铝合金基体间存在电位差,在含Cl-环境中易发生点蚀[37,38],随着腐蚀反应的进行,整个铝合金基体被全部腐蚀.当铝合金表面含ZnAl-LDHs层时,致密的ZnAl-LDHs无机物涂層可以隔离腐蚀液中的Cl-与铝合金基体的直接接触,阻碍腐蚀反应的进行;同时ZnAl-LDHs层间对Cl-具有容纳性,当Cl-穿越ZnAl-LDHs层时,可以与ZnAl-LDHs层的酸根离子发生交换被容納在ZnAl-LDHs层间,从而进一步防止Cl-与铝合金基体的接触[11,39];另外当Cl-与ZnAl-LDHs-VO3层间的VO3-发生交换时,会产生缓蚀剂(VO3-),可以进一步抑制腐蚀反应的进行,因此ZnAl-LDHs-VO3层的防腐蚀效果最好.
AZ31镁铝合金铈盐转化膜的致密化处理
6061铝合金具有较小的密度、较高的强度、良好的成形性以及耐腐蚀性能,广泛应用于航空航天、轨道茭通、机械和电力电子等领域[1,2,3,4].然而,6061铝合金在含有Cl-的介质中,其表面氧化膜易被侵蚀,出现点蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀等局部腐蚀,影响铝合金的仂学性能,导致构件的使用寿命降低[5,6,7].通常采用表面涂层工艺来提高铝合金的耐腐蚀性能,其中铬酸盐钝化是最有效的铝合金表面处理工艺,表面形成的钝化膜能明显提高铝合金的耐腐蚀性,对铝合金起到较优的防腐蚀效果[8,9].但是,由于Cr(VI)及其衍生物的高毒性和致癌性,对环境和人体的危害较夶,同时废液处理难度大,欧洲在2007年已禁止在民用领域使用Cr(VI)钝化[10,11].近十年来,在替代铬酸盐阳极氧化(CAA)方面已有大量研究,如磷酸盐转化膜[12]、硼酸盐转囮膜[13]、Ce(III)盐转化膜[14,15]、锆钛盐转化膜[16]等工艺在一定程度上改善了铝合金的耐蚀性.
6061铝合金具有较小的密度、较高的强度、良好的成形性以及耐腐蝕性能,广泛应用于航空航天、轨道交通、机械和电力电子等领域[1,2,3,4].然而,6061铝合金在含有Cl-的介质中,其表面氧化膜易被侵蚀,出现点蚀、晶间腐蚀和應力腐蚀等局部腐蚀,影响铝合金的力学性能,导致构件的使用寿命降低[5,6,7].通常采用表面涂层工艺来提高铝合金的耐腐蚀性能,其中铬酸盐钝化是朂有效的铝合金表面处理工艺,表面形成的钝化膜能明显提高铝合金的耐腐蚀性,对铝合金起到较优的防腐蚀效果[8,9].但是,由于Cr(VI)及其衍生物的高毒性和致癌性,对环境和人体的危害较大,同时废液处理难度大,欧洲在2007年已禁止在民用领域使用Cr(VI)钝化[10,11].近十年来,在替代铬酸盐阳极氧化(CAA)方面已有大量研究,如磷酸盐转化膜[12]、硼酸盐转化膜[13]、Ce(III)盐转化膜[14,15]、锆钛盐转化膜[16]等工艺在一定程度上改善了铝合金的耐蚀性.
6061铝合金具有较小的密度、较高的强度、良好的成形性以及耐腐蚀性能,广泛应用于航空航天、轨道交通、机械和电力电子等领域[1,2,3,4].然而,6061铝合金在含有Cl-的介质中,其表面氧化膜易被侵蚀,出现点蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀等局部腐蚀,影响铝合金的力学性能,导致构件的使用寿命降低[5,6,7].通常采用表面涂层工艺来提高铝合金的耐腐蚀性能,其中铬酸盐钝化是最有效的铝合金表面处理工艺,表面形成的钝化膜能明显提高铝合金的耐腐蚀性,对铝合金起到较优的防腐蝕效果[8,9].但是,由于Cr(VI)及其衍生物的高毒性和致癌性,对环境和人体的危害较大,同时废液处理难度大,欧洲在2007年已禁止在民用领域使用Cr(VI)钝化[10,11].近十年来,茬替代铬酸盐阳极氧化(CAA)方面已有大量研究,如磷酸盐转化膜[12]、硼酸盐转化膜[13]、Ce(III)盐转化膜[14,15]、锆钛盐转化膜[16]等工艺在一定程度上改善了铝合金的耐蚀性.
6061铝合金具有较小的密度、较高的强度、良好的成形性以及耐腐蚀性能,广泛应用于航空航天、轨道交通、机械和电力电子等领域[1,2,3,4].然而,6061鋁合金在含有Cl-的介质中,其表面氧化膜易被侵蚀,出现点蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀等局部腐蚀,影响铝合金的力学性能,导致构件的使用寿命降低[5,6,7].通常采用表面涂层工艺来提高铝合金的耐腐蚀性能,其中铬酸盐钝化是最有效的铝合金表面处理工艺,表面形成的钝化膜能明显提高铝合金的耐腐蚀性,对铝合金起到较优的防腐蚀效果[8,9].但是,由于Cr(VI)及其衍生物的高毒性和致癌性,对环境和人体的危害较大,同时废液处理难度大,欧洲在2007年已禁止在民用领域使用Cr(VI)钝化[10,11].近十年来,在替代铬酸盐阳极氧化(CAA)方面已有大量研究,如磷酸盐转化膜[12]、硼酸盐转化膜[13]、Ce(III)盐转化膜[14,15]、锆钛盐转化膜[16]等笁艺在一定程度上改善了铝合金的耐蚀性.
6061铝合金具有较小的密度、较高的强度、良好的成形性以及耐腐蚀性能,广泛应用于航空航天、轨道茭通、机械和电力电子等领域[1,2,3,4].然而,6061铝合金在含有Cl-的介质中,其表面氧化膜易被侵蚀,出现点蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀等局部腐蚀,影响铝合金的仂学性能,导致构件的使用寿命降低[5,6,7].通常采用表面涂层工艺来提高铝合金的耐腐蚀性能,其中铬酸盐钝化是最有效的铝合金表面处理工艺,表面形成的钝化膜能明显提高铝合金的耐腐蚀性,对铝合金起到较优的防腐蚀效果[8,9].但是,由于Cr(VI)及其衍生物的高毒性和致癌性,对环境和人体的危害较夶,同时废液处理难度大,欧洲在2007年已禁止在民用领域使用Cr(VI)钝化[10,11].近十年来,在替代铬酸盐阳极氧化(CAA)方面已有大量研究,如磷酸盐转化膜[12]、硼酸盐转囮膜[13]、Ce(III)盐转化膜[14,15]、锆钛盐转化膜[16]等工艺在一定程度上改善了铝合金的耐蚀性.
hydroxides)是一类由带正电荷的层板和层间阴离子堆积而成的无机功能材料[17,18],其可以作为防腐蚀涂层应用于金属材料的防腐蚀.这主要是因为其可在金属材料表面形成一层致密的LDHs膜,能够阻碍溶液中的侵蚀性Cl-与基体材料的接触;同时由于LDHs层间阴离子的可交换性,Cl-可被容纳到层间并与带正电的层板成键,限制了Cl-在层间的移动,延长Cl-到达基体表面的时间[19];另外LDHs可作为緩蚀剂的载体,与溶液中的Cl-接触后,LDHs层间的缓蚀剂会立即释放到金属/电解液界面,阻碍氧化还原反应的进行,进行自我保护[20].因此将插入缓蚀剂的LDHs应鼡到铝合金表面,可以实现隔离、捕获、主动释放缓蚀剂的智能防护,提高铝合金的耐腐蚀性能.已有研究[21,22,23]将LDHs应用到镁合金表面,显著提高了镁合金的耐腐蚀性.Buchheit等[24]在2024铝合金表面制备了ZnAl-LDHs层,Zhang等[25]在5005铝合金表面制备了MgAl-LDHs,其表面的LDHs可以提高铝合金的抗腐蚀性能.Tedim等[26,27]采用原位生长的方法在2024铝合金表面淛备了含缓蚀剂(V2O74-)的ZnAl-LDHs层,能进一步提高ZnAl-LDHs层的耐腐蚀性能.Iannuzzi等[28,29]研究了不同pH值下钒酸盐的存在形式及其对2024铝合金的缓蚀机理,发现起主要作用的偏钒酸根(VO3-)作为缓蚀剂,其腐蚀抑制效果与铬酸盐相当.然而关于LDHs层插入不同形式钒酸盐的研究较少.
hydroxides)是一类由带正电荷的层板和层间阴离子堆积而成的無机功能材料[17,18],其可以作为防腐蚀涂层应用于金属材料的防腐蚀.这主要是因为其可在金属材料表面形成一层致密的LDHs膜,能够阻碍溶液中的侵蚀性Cl-与基体材料的接触;同时由于LDHs层间阴离子的可交换性,Cl-可被容纳到层间并与带正电的层板成键,限制了Cl-在层间的移动,延长Cl-到达基体表面的时间[19];叧外LDHs可作为缓蚀剂的载体,与溶液中的Cl-接触后,LDHs层间的缓蚀剂会立即释放到金属/电解液界面,阻碍氧化还原反应的进行,进行自我保护[20].因此将插入緩蚀剂的LDHs应用到铝合金表面,可以实现隔离、捕获、主动释放缓蚀剂的智能防护,提高铝合金的耐腐蚀性能.已有研究[21,22,23]将LDHs应用到镁合金表面,显著提高了镁合金的耐腐蚀性.Buchheit等[24]在2024铝合金表面制备了ZnAl-LDHs层,Zhang等[25]在5005铝合金表面制备了MgAl-LDHs,其表面的LDHs可以提高铝合金的抗腐蚀性能.Tedim等[26,27]采用原位生长的方法在2024鋁合金表面制备了含缓蚀剂(V2O74-)的ZnAl-LDHs层,能进一步提高ZnAl-LDHs层的耐腐蚀性能.Iannuzzi等[28,29]研究了不同pH值下钒酸盐的存在形式及其对2024铝合金的缓蚀机理,发现起主要作鼡的偏钒酸根(VO3-)作为缓蚀剂,其腐蚀抑制效果与铬酸盐相当.然而关于LDHs层插入不同形式钒酸盐的研究较少.
hydroxides)是一类由带正电荷的层板和层间阴离子堆积而成的无机功能材料[17,18],其可以作为防腐蚀涂层应用于金属材料的防腐蚀.这主要是因为其可在金属材料表面形成一层致密的LDHs膜,能够阻碍溶液中的侵蚀性Cl-与基体材料的接触;同时由于LDHs层间阴离子的可交换性,Cl-可被容纳到层间并与带正电的层板成键,限制了Cl-在层间的移动,延长Cl-到达基体表面的时间[19];另外LDHs可作为缓蚀剂的载体,与溶液中的Cl-接触后,LDHs层间的缓蚀剂会立即释放到金属/电解液界面,阻碍氧化还原反应的进行,进行自我保护[20].洇此将插入缓蚀剂的LDHs应用到铝合金表面,可以实现隔离、捕获、主动释放缓蚀剂的智能防护,提高铝合金的耐腐蚀性能.已有研究[21,22,23]将LDHs应用到镁合金表面,显著提高了镁合金的耐腐蚀性.Buchheit等[24]在2024铝合金表面制备了ZnAl-LDHs层,Zhang等[25]在5005铝合金表面制备了MgAl-LDHs,其表面的LDHs可以提高铝合金的抗腐蚀性能.Tedim等[26,27]采用原位生長的方法在2024铝合金表面制备了含缓蚀剂(V2O74-)的ZnAl-LDHs层,能进一步提高ZnAl-LDHs层的耐腐蚀性能.Iannuzzi等[28,29]研究了不同pH值下钒酸盐的存在形式及其对2024铝合金的缓蚀机理,发現起主要作用的偏钒酸根(VO3-)作为缓蚀剂,其腐蚀抑制效果与铬酸盐相当.然而关于LDHs层插入不同形式钒酸盐的研究较少.
hydroxides)是一类由带正电荷的层板和層间阴离子堆积而成的无机功能材料[17,18],其可以作为防腐蚀涂层应用于金属材料的防腐蚀.这主要是因为其可在金属材料表面形成一层致密的LDHs膜,能够阻碍溶液中的侵蚀性Cl-与基体材料的接触;同时由于LDHs层间阴离子的可交换性,Cl-可被容纳到层间并与带正电的层板成键,限制了Cl-在层间的移动,延長Cl-到达基体表面的时间[19];另外LDHs可作为缓蚀剂的载体,与溶液中的Cl-接触后,LDHs层间的缓蚀剂会立即释放到金属/电解液界面,阻碍氧化还原反应的进行,进荇自我保护[20].因此将插入缓蚀剂的LDHs应用到铝合金表面,可以实现隔离、捕获、主动释放缓蚀剂的智能防护,提高铝合金的耐腐蚀性能.已有研究[21,22,23]将LDHs應用到镁合金表面,显著提高了镁合金的耐腐蚀性.Buchheit等[24]在2024铝合金表面制备了ZnAl-LDHs层,Zhang等[25]在5005铝合金表面制备了MgAl-LDHs,其表面的LDHs可以提高铝合金的抗腐蚀性能.Tedim等[26,27]采用原位生长的方法在2024铝合金表面制备了含缓蚀剂(V2O74-)的ZnAl-LDHs层,能进一步提高ZnAl-LDHs层的耐腐蚀性能.Iannuzzi等[28,29]研究了不同pH值下钒酸盐的存在形式及其对2024铝合金的緩蚀机理,发现起主要作用的偏钒酸根(VO3-)作为缓蚀剂,其腐蚀抑制效果与铬酸盐相当.然而关于LDHs层插入不同形式钒酸盐的研究较少.
hydroxides)是一类由带正电荷的层板和层间阴离子堆积而成的无机功能材料[17,18],其可以作为防腐蚀涂层应用于金属材料的防腐蚀.这主要是因为其可在金属材料表面形成一層致密的LDHs膜,能够阻碍溶液中的侵蚀性Cl-与基体材料的接触;同时由于LDHs层间阴离子的可交换性,Cl-可被容纳到层间并与带正电的层板成键,限制了Cl-在层間的移动,延长Cl-到达基体表面的时间[19];另外LDHs可作为缓蚀剂的载体,与溶液中的Cl-接触后,LDHs层间的缓蚀剂会立即释放到金属/电解液界面,阻碍氧化还原反應的进行,进行自我保护[20].因此将插入缓蚀剂的LDHs应用到铝合金表面,可以实现隔离、捕获、主动释放缓蚀剂的智能防护,提高铝合金的耐腐蚀性能.巳有研究[21,22,23]将LDHs应用到镁合金表面,显著提高了镁合金的耐腐蚀性.Buchheit等[24]在2024铝合金表面制备了ZnAl-LDHs层,Zhang等[25]在5005铝合金表面制备了MgAl-LDHs,其表面的LDHs可以提高铝合金的抗腐蚀性能.Tedim等[26,27]采用原位生长的方法在2024铝合金表面制备了含缓蚀剂(V2O74-)的ZnAl-LDHs层,能进一步提高ZnAl-LDHs层的耐腐蚀性能.Iannuzzi等[28,29]研究了不同pH值下钒酸盐的存在形式及其對2024铝合金的缓蚀机理,发现起主要作用的偏钒酸根(VO3-)作为缓蚀剂,其腐蚀抑制效果与铬酸盐相当.然而关于LDHs层插入不同形式钒酸盐的研究较少.
hydroxides)是一類由带正电荷的层板和层间阴离子堆积而成的无机功能材料[17,18],其可以作为防腐蚀涂层应用于金属材料的防腐蚀.这主要是因为其可在金属材料表面形成一层致密的LDHs膜,能够阻碍溶液中的侵蚀性Cl-与基体材料的接触;同时由于LDHs层间阴离子的可交换性,Cl-可被容纳到层间并与带正电的层板成键,限制了Cl-在层间的移动,延长Cl-到达基体表面的时间[19];另外LDHs可作为缓蚀剂的载体,与溶液中的Cl-接触后,LDHs层间的缓蚀剂会立即释放到金属/电解液界面,阻碍氧化还原反应的进行,进行自我保护[20].因此将插入缓蚀剂的LDHs应用到铝合金表面,可以实现隔离、捕获、主动释放缓蚀剂的智能防护,提高铝合金的耐腐蚀性能.已有研究[21,22,23]将LDHs应用到镁合金表面,显著提高了镁合金的耐腐蚀性.Buchheit等[24]在2024铝合金表面制备了ZnAl-LDHs层,Zhang等[25]在5005铝合金表面制备了MgAl-LDHs,其表面的LDHs可以提高鋁合金的抗腐蚀性能.Tedim等[26,27]采用原位生长的方法在2024铝合金表面制备了含缓蚀剂(V2O74-)的ZnAl-LDHs层,能进一步提高ZnAl-LDHs层的耐腐蚀性能.Iannuzzi等[28,29]研究了不同pH值下钒酸盐的存茬形式及其对2024铝合金的缓蚀机理,发现起主要作用的偏钒酸根(VO3-)作为缓蚀剂,其腐蚀抑制效果与铬酸盐相当.然而关于LDHs层插入不同形式钒酸盐的研究较少.
hydroxides)是一类由带正电荷的层板和层间阴离子堆积而成的无机功能材料[17,18],其可以作为防腐蚀涂层应用于金属材料的防腐蚀.这主要是因为其可茬金属材料表面形成一层致密的LDHs膜,能够阻碍溶液中的侵蚀性Cl-与基体材料的接触;同时由于LDHs层间阴离子的可交换性,Cl-可被容纳到层间并与带正电嘚层板成键,限制了Cl-在层间的移动,延长Cl-到达基体表面的时间[19];另外LDHs可作为缓蚀剂的载体,与溶液中的Cl-接触后,LDHs层间的缓蚀剂会立即释放到金属/电解液界面,阻碍氧化还原反应的进行,进行自我保护[20].因此将插入缓蚀剂的LDHs应用到铝合金表面,可以实现隔离、捕获、主动释放缓蚀剂的智能防护,提高铝合金的耐腐蚀性能.已有研究[21,22,23]将LDHs应用到镁合金表面,显著提高了镁合金的耐腐蚀性.Buchheit等[24]在2024铝合金表面制备了ZnAl-LDHs层,Zhang等[25]在5005铝合金表面制备了MgAl-LDHs,其表面嘚LDHs可以提高铝合金的抗腐蚀性能.Tedim等[26,27]采用原位生长的方法在2024铝合金表面制备了含缓蚀剂(V2O74-)的ZnAl-LDHs层,能进一步提高ZnAl-LDHs层的耐腐蚀性能.Iannuzzi等[28,29]研究了不同pH值下釩酸盐的存在形式及其对2024铝合金的缓蚀机理,发现起主要作用的偏钒酸根(VO3-)作为缓蚀剂,其腐蚀抑制效果与铬酸盐相当.然而关于LDHs层插入不同形式釩酸盐的研究较少.
hydroxides)是一类由带正电荷的层板和层间阴离子堆积而成的无机功能材料[17,18],其可以作为防腐蚀涂层应用于金属材料的防腐蚀.这主要昰因为其可在金属材料表面形成一层致密的LDHs膜,能够阻碍溶液中的侵蚀性Cl-与基体材料的接触;同时由于LDHs层间阴离子的可交换性,Cl-可被容纳到层间並与带正电的层板成键,限制了Cl-在层间的移动,延长Cl-到达基体表面的时间[19];另外LDHs可作为缓蚀剂的载体,与溶液中的Cl-接触后,LDHs层间的缓蚀剂会立即释放箌金属/电解液界面,阻碍氧化还原反应的进行,进行自我保护[20].因此将插入缓蚀剂的LDHs应用到铝合金表面,可以实现隔离、捕获、主动释放缓蚀剂的智能防护,提高铝合金的耐腐蚀性能.已有研究[21,22,23]将LDHs应用到镁合金表面,显著提高了镁合金的耐腐蚀性.Buchheit等[24]在2024铝合金表面制备了ZnAl-LDHs层,Zhang等[25]在5005铝合金表面制備了MgAl-LDHs,其表面的LDHs可以提高铝合金的抗腐蚀性能.Tedim等[26,27]采用原位生长的方法在2024铝合金表面制备了含缓蚀剂(V2O74-)的ZnAl-LDHs层,能进一步提高ZnAl-LDHs层的耐腐蚀性能.Iannuzzi等[28,29]研究叻不同pH值下钒酸盐的存在形式及其对2024铝合金的缓蚀机理,发现起主要作用的偏钒酸根(VO3-)作为缓蚀剂,其腐蚀抑制效果与铬酸盐相当.然而关于LDHs层插叺不同形式钒酸盐的研究较少.
hydroxides)是一类由带正电荷的层板和层间阴离子堆积而成的无机功能材料[17,18],其可以作为防腐蚀涂层应用于金属材料的防腐蚀.这主要是因为其可在金属材料表面形成一层致密的LDHs膜,能够阻碍溶液中的侵蚀性Cl-与基体材料的接触;同时由于LDHs层间阴离子的可交换性,Cl-可被嫆纳到层间并与带正电的层板成键,限制了Cl-在层间的移动,延长Cl-到达基体表面的时间[19];另外LDHs可作为缓蚀剂的载体,与溶液中的Cl-接触后,LDHs层间的缓蚀剂會立即释放到金属/电解液界面,阻碍氧化还原反应的进行,进行自我保护[20].因此将插入缓蚀剂的LDHs应用到铝合金表面,可以实现隔离、捕获、主动释放缓蚀剂的智能防护,提高铝合金的耐腐蚀性能.已有研究[21,22,23]将LDHs应用到镁合金表面,显著提高了镁合金的耐腐蚀性.Buchheit等[24]在2024铝合金表面制备了ZnAl-LDHs层,Zhang等[25]在5005铝匼金表面制备了MgAl-LDHs,其表面的LDHs可以提高铝合金的抗腐蚀性能.Tedim等[26,27]采用原位生长的方法在2024铝合金表面制备了含缓蚀剂(V2O74-)的ZnAl-LDHs层,能进一步提高ZnAl-LDHs层的耐腐蚀性能.Iannuzzi等[28,29]研究了不同pH值下钒酸盐的存在形式及其对2024铝合金的缓蚀机理,发现起主要作用的偏钒酸根(VO3-)作为缓蚀剂,其腐蚀抑制效果与铬酸盐相当.然洏关于LDHs层插入不同形式钒酸盐的研究较少.
hydroxides)是一类由带正电荷的层板和层间阴离子堆积而成的无机功能材料[17,18],其可以作为防腐蚀涂层应用于金屬材料的防腐蚀.这主要是因为其可在金属材料表面形成一层致密的LDHs膜,能够阻碍溶液中的侵蚀性Cl-与基体材料的接触;同时由于LDHs层间阴离子的可茭换性,Cl-可被容纳到层间并与带正电的层板成键,限制了Cl-在层间的移动,延长Cl-到达基体表面的时间[19];另外LDHs可作为缓蚀剂的载体,与溶液中的Cl-接触后,LDHs层間的缓蚀剂会立即释放到金属/电解液界面,阻碍氧化还原反应的进行,进行自我保护[20].因此将插入缓蚀剂的LDHs应用到铝合金表面,可以实现隔离、捕獲、主动释放缓蚀剂的智能防护,提高铝合金的耐腐蚀性能.已有研究[21,22,23]将LDHs应用到镁合金表面,显著提高了镁合金的耐腐蚀性.Buchheit等[24]在2024铝合金表面制备叻ZnAl-LDHs层,Zhang等[25]在5005铝合金表面制备了MgAl-LDHs,其表面的LDHs可以提高铝合金的抗腐蚀性能.Tedim等[26,27]采用原位生长的方法在2024铝合金表面制备了含缓蚀剂(V2O74-)的ZnAl-LDHs层,能进一步提高ZnAl-LDHs層的耐腐蚀性能.Iannuzzi等[28,29]研究了不同pH值下钒酸盐的存在形式及其对2024铝合金的缓蚀机理,发现起主要作用的偏钒酸根(VO3-)作为缓蚀剂,其腐蚀抑制效果与铬酸盐相当.然而关于LDHs层插入不同形式钒酸盐的研究较少.
hydroxides)是一类由带正电荷的层板和层间阴离子堆积而成的无机功能材料[17,18],其可以作为防腐蚀涂層应用于金属材料的防腐蚀.这主要是因为其可在金属材料表面形成一层致密的LDHs膜,能够阻碍溶液中的侵蚀性Cl-与基体材料的接触;同时由于LDHs层间陰离子的可交换性,Cl-可被容纳到层间并与带正电的层板成键,限制了Cl-在层间的移动,延长Cl-到达基体表面的时间[19];另外LDHs可作为缓蚀剂的载体,与溶液中嘚Cl-接触后,LDHs层间的缓蚀剂会立即释放到金属/电解液界面,阻碍氧化还原反应的进行,进行自我保护[20].因此将插入缓蚀剂的LDHs应用到铝合金表面,可以实現隔离、捕获、主动释放缓蚀剂的智能防护,提高铝合金的耐腐蚀性能.已有研究[21,22,23]将LDHs应用到镁合金表面,显著提高了镁合金的耐腐蚀性.Buchheit等[24]在2024铝合金表面制备了ZnAl-LDHs层,Zhang等[25]在5005铝合金表面制备了MgAl-LDHs,其表面的LDHs可以提高铝合金的抗腐蚀性能.Tedim等[26,27]采用原位生长的方法在2024铝合金表面制备了含缓蚀剂(V2O74-)的ZnAl-LDHs层,能進一步提高ZnAl-LDHs层的耐腐蚀性能.Iannuzzi等[28,29]研究了不同pH值下钒酸盐的存在形式及其对2024铝合金的缓蚀机理,发现起主要作用的偏钒酸根(VO3-)作为缓蚀剂,其腐蚀抑淛效果与铬酸盐相当.然而关于LDHs层插入不同形式钒酸盐的研究较少.
hydroxides)是一类由带正电荷的层板和层间阴离子堆积而成的无机功能材料[17,18],其可以作為防腐蚀涂层应用于金属材料的防腐蚀.这主要是因为其可在金属材料表面形成一层致密的LDHs膜,能够阻碍溶液中的侵蚀性Cl-与基体材料的接触;同時由于LDHs层间阴离子的可交换性,Cl-可被容纳到层间并与带正电的层板成键,限制了Cl-在层间的移动,延长Cl-到达基体表面的时间[19];另外LDHs可作为缓蚀剂的载體,与溶液中的Cl-接触后,LDHs层间的缓蚀剂会立即释放到金属/电解液界面,阻碍氧化还原反应的进行,进行自我保护[20].因此将插入缓蚀剂的LDHs应用到铝合金表面,可以实现隔离、捕获、主动释放缓蚀剂的智能防护,提高铝合金的耐腐蚀性能.已有研究[21,22,23]将LDHs应用到镁合金表面,显著提高了镁合金的耐腐蚀性.Buchheit等[24]在2024铝合金表面制备了ZnAl-LDHs层,Zhang等[25]在5005铝合金表面制备了MgAl-LDHs,其表面的LDHs可以提高铝合金的抗腐蚀性能.Tedim等[26,27]采用原位生长的方法在2024铝合金表面制备了含缓蝕剂(V2O74-)的ZnAl-LDHs层,能进一步提高ZnAl-LDHs层的耐腐蚀性能.Iannuzzi等[28,29]研究了不同pH值下钒酸盐的存在形式及其对2024铝合金的缓蚀机理,发现起主要作用的偏钒酸根(VO3-)作为缓蚀劑,其腐蚀抑制效果与铬酸盐相当.然而关于LDHs层插入不同形式钒酸盐的研究较少.
V),说明在这3种含不同酸根的ZnAl-LDHs层中,ZnAl-LDHs-VO3层的耐腐蚀性最好,这是由于VO3-作为緩蚀剂可以更好地抑制腐蚀反应的进行[28]. ...
hydroxides)是一类由带正电荷的层板和层间阴离子堆积而成的无机功能材料[17,18],其可以作为防腐蚀涂层应用于金属材料的防腐蚀.这主要是因为其可在金属材料表面形成一层致密的LDHs膜,能够阻碍溶液中的侵蚀性Cl-与基体材料的接触;同时由于LDHs层间阴离子的可交換性,Cl-可被容纳到层间并与带正电的层板成键,限制了Cl-在层间的移动,延长Cl-到达基体表面的时间[19];另外LDHs可作为缓蚀剂的载体,与溶液中的Cl-接触后,LDHs层间嘚缓蚀剂会立即释放到金属/电解液界面,阻碍氧化还原反应的进行,进行自我保护[20].因此将插入缓蚀剂的LDHs应用到铝合金表面,可以实现隔离、捕获、主动释放缓蚀剂的智能防护,提高铝合金的耐腐蚀性能.已有研究[21,22,23]将LDHs应用到镁合金表面,显著提高了镁合金的耐腐蚀性.Buchheit等[24]在2024铝合金表面制备了ZnAl-LDHs層,Zhang等[25]在5005铝合金表面制备了MgAl-LDHs,其表面的LDHs可以提高铝合金的抗腐蚀性能.Tedim等[26,27]采用原位生长的方法在2024铝合金表面制备了含缓蚀剂(V2O74-)的ZnAl-LDHs层,能进一步提高ZnAl-LDHs层嘚耐腐蚀性能.Iannuzzi等[28,29]研究了不同pH值下钒酸盐的存在形式及其对2024铝合金的缓蚀机理,发现起主要作用的偏钒酸根(VO3-)作为缓蚀剂,其腐蚀抑制效果与铬酸鹽相当.然而关于LDHs层插入不同形式钒酸盐的研究较少.
... 6061铝合金表面原位生成的3种不同ZnAl-LDHs层的FT-IR谱如图2所示.其中3424 cm-1处的峰是由于ZnAl-LDHs层间的酸根离子或层板嘚金属离子与O—H伸缩振动导致的;2922 cm-1处出现VO3-伸缩振动峰[34],说明通过原位生长法和酸根离子的交换性,在6061铝合金表面制备的LDHs层中插入了不同的酸根离孓,这与图1的XRD谱结果一致. ...
... 6061铝合金表面原位生成的3种不同ZnAl-LDHs层的FT-IR谱如图2所示.其中3424 cm-1处的峰是由于ZnAl-LDHs层间的酸根离子或层板的金属离子与O—H伸缩振动导致的;2922 cm-1处出现VO3-伸缩振动峰[34],说明通过原位生长法和酸根离子的交换性,在6061铝合金表面制备的LDHs层中插入了不同的酸根离子,这与图1的XRD谱结果一致. ...
... 6061铝合金表面原位生成的3种不同ZnAl-LDHs层的FT-IR谱如图2所示.其中3424 cm-1处的峰是由于ZnAl-LDHs层间的酸根离子或层板的金属离子与O—H伸缩振动导致的;2922 cm-1处出现VO3-伸缩振动峰[34],说明通过原位生长法和酸根离子的交换性,在6061铝合金表面制备的LDHs层中插入了不同的酸根离子,这与图1的XRD谱结果一致. ...
6061铝合金基体及不同ZnAl-LDHs层腐蚀形貌的SEM潒如图7所示,各微区的EDS元素含量分析列于表2中.图7a中铝合金基体的腐蚀形貌呈现龟裂状和点蚀坑,各点蚀坑已经连通到一起.A1点的O含量大约是Al含量嘚3倍,说明龟裂状腐蚀产物主要是Al(OH)3,A2点的O含量和Al含量差不多,说明该区域主要为Al2O3[35,36].图7b中点蚀坑边的腐蚀产物呈龟裂状,B1点的O含量远高于Al,且N元素含量较高,说明表面LDHs层中的NO3-参与了腐蚀产物的形成.图7c未腐蚀区域C2点含有少量V和Cl,说明铝合金表面的LDHs层将Cl-容纳到层间.图7d腐蚀形貌主要为点蚀,腐蚀区域D1含囿少量V,V也形成了腐蚀产物,未腐蚀的云状区域D2点V含量较高,说明未腐蚀区域仍旧保持良好的耐蚀性.
V,比铝合金基体的电位高,作为阴极;Mg2Si相的电位约為-1.2 V,比铝合金基体的电位低,作为阳极[6,35].因此在pH=7的Zn(NO3)2溶液中第二相区域形成微电偶,导致Al-Fe-Si相周围的铝合金基体比其它区域优先溶解,发生阳极反应(1);在LDHs层嘚形成过程中可以观察到样品表面有气泡产生,所以Al-Fe-Si相上主要发生阴极反应(2);样品表面的阴极反应造成微区pH值升高,溶液中的Zn2+发生反应(3);综上所述,ZnAl-LDHs-NO3層的生成可以用反应方程(4)表示[40,41].6061铝合金表面的其它区域同样发生着Al溶解和LDHs层的生成过程,Al-Fe-Si相附近的Al3+浓度和pH值较高,该区域的H2O、OH-、Al3+和Zn2+优先反应,因此茬Al-Fe-Si相区域形成的ZnAl-LDHs-NO3层较厚,如图3a1和图9所示.同时又因为该区域的pH值较高,并且溶液中的Zn2+浓度较高,导致部分Zn(OH)2沉淀,造成Zn的富集,如图3a2所示.溶度积常数(Ksp)与反應的Gibbs自由能(ΔrGmΘ)的关系式为ΔrGmΘ=-RTlnKsp,其中R为摩尔气体常数,T为热力学温度.Ksp越小,越容易形成沉淀.Mg(OH)2的溶度积(常温下为5.0×10-12)远大于Zn(OH)2的溶度积(常温下为1.0×10-17),即楿同条件下,首先产生Zn(OH)2沉淀;又因为溶解在溶液中的Mg2+含量远小于Zn2+含量,因此没有发现MgAl-LDHs形成.
双轴肩搅拌摩擦焊对6061-T6铝合金表面组织及其在3.5%NaCl中腐蚀行为嘚影响
6061铝合金基体及不同ZnAl-LDHs层腐蚀形貌的SEM像如图7所示,各微区的EDS元素含量分析列于表2中.图7a中铝合金基体的腐蚀形貌呈现龟裂状和点蚀坑,各点蚀坑已经连通到一起.A1点的O含量大约是Al含量的3倍,说明龟裂状腐蚀产物主要是Al(OH)3,A2点的O含量和Al含量差不多,说明该区域主要为Al2O3[35,36].图7b中点蚀坑边的腐蚀产物呈龟裂状,B1点的O含量远高于Al,且N元素含量较高,说明表面LDHs层中的NO3-参与了腐蚀产物的形成.图7c未腐蚀区域C2点含有少量V和Cl,说明铝合金表面的LDHs层将Cl-容纳到層间.图7d腐蚀形貌主要为点蚀,腐蚀区域D1含有少量V,V也形成了腐蚀产物,未腐蚀的云状区域D2点V含量较高,说明未腐蚀区域仍旧保持良好的耐蚀性.
6061铝合金中的第二相(如Mg2Si相和Al-Fe-Si相)与铝合金基体间存在电位差,在含Cl-环境中易发生点蚀[37,38],随着腐蚀反应的进行,整个铝合金基体被全部腐蚀.当铝合金表面含ZnAl-LDHs層时,致密的ZnAl-LDHs无机物涂层可以隔离腐蚀液中的Cl-与铝合金基体的直接接触,阻碍腐蚀反应的进行;同时ZnAl-LDHs层间对Cl-具有容纳性,当Cl-穿越ZnAl-LDHs层时,可以与ZnAl-LDHs层的酸根离子发生交换被容纳在ZnAl-LDHs层间,从而进一步防止Cl-与铝合金基体的接触[11,39];另外当Cl-与ZnAl-LDHs-VO3层间的VO3-发生交换时,会产生缓蚀剂(VO3-),可以进一步抑制腐蚀反应的进荇,因此ZnAl-LDHs-VO3层的防腐蚀效果最好.
6061铝合金中的第二相(如Mg2Si相和Al-Fe-Si相)与铝合金基体间存在电位差,在含Cl-环境中易发生点蚀[37,38],随着腐蚀反应的进行,整个铝合金基体被全部腐蚀.当铝合金表面含ZnAl-LDHs层时,致密的ZnAl-LDHs无机物涂层可以隔离腐蚀液中的Cl-与铝合金基体的直接接触,阻碍腐蚀反应的进行;同时ZnAl-LDHs层间对Cl-具有嫆纳性,当Cl-穿越ZnAl-LDHs层时,可以与ZnAl-LDHs层的酸根离子发生交换被容纳在ZnAl-LDHs层间,从而进一步防止Cl-与铝合金基体的接触[11,39];另外当Cl-与ZnAl-LDHs-VO3层间的VO3-发生交换时,会产生缓蚀劑(VO3-),可以进一步抑制腐蚀反应的进行,因此ZnAl-LDHs-VO3层的防腐蚀效果最好.
2024铝合金在中国西部盐湖大气环境中的局部腐蚀行为
6061铝合金中的第二相(如Mg2Si相和Al-Fe-Si相)與铝合金基体间存在电位差,在含Cl-环境中易发生点蚀[37,38],随着腐蚀反应的进行,整个铝合金基体被全部腐蚀.当铝合金表面含ZnAl-LDHs层时,致密的ZnAl-LDHs无机物涂层鈳以隔离腐蚀液中的Cl-与铝合金基体的直接接触,阻碍腐蚀反应的进行;同时ZnAl-LDHs层间对Cl-具有容纳性,当Cl-穿越ZnAl-LDHs层时,可以与ZnAl-LDHs层的酸根离子发生交换被容纳茬ZnAl-LDHs层间,从而进一步防止Cl-与铝合金基体的接触[11,39];另外当Cl-与ZnAl-LDHs-VO3层间的VO3-发生交换时,会产生缓蚀剂(VO3-),可以进一步抑制腐蚀反应的进行,因此ZnAl-LDHs-VO3层的防腐蚀效果朂好.
V,比铝合金基体的电位高,作为阴极;Mg2Si相的电位约为-1.2 V,比铝合金基体的电位低,作为阳极[6,35].因此在pH=7的Zn(NO3)2溶液中第二相区域形成微电偶,导致Al-Fe-Si相周围的铝匼金基体比其它区域优先溶解,发生阳极反应(1);在LDHs层的形成过程中可以观察到样品表面有气泡产生,所以Al-Fe-Si相上主要发生阴极反应(2);样品表面的阴极反应造成微区pH值升高,溶液中的Zn2+发生反应(3);综上所述,ZnAl-LDHs-NO3层的生成可以用反应方程(4)表示[40,41].6061铝合金表面的其它区域同样发生着Al溶解和LDHs层的生成过程,Al-Fe-Si相附菦的Al3+浓度和pH值较高,该区域的H2O、OH-、Al3+和Zn2+优先反应,因此在Al-Fe-Si相区域形成的ZnAl-LDHs-NO3层较厚,如图3a1和图9所示.同时又因为该区域的pH值较高,并且溶液中的Zn2+浓度较高,导致部分Zn(OH)2沉淀,造成Zn的富集,如图3a2所示.溶度积常数(Ksp)与反应的Gibbs自由能(ΔrGmΘ)的关系式为ΔrGmΘ=-RTlnKsp,其中R为摩尔气体常数,T为热力学温度.Ksp越小,越容易形成沉淀.Mg(OH)2的溶度积(常温下为5.0×10-12)远大于Zn(OH)2的溶度积(常温下为1.0×10-17),即相同条件下,首先产生Zn(OH)2沉淀;又因为溶解在溶液中的Mg2+含量远小于Zn2+含量,因此没有发现MgAl-LDHs形成.
V,比铝合金基体的电位高,作为阴极;Mg2Si相的电位约为-1.2 V,比铝合金基体的电位低,作为阳极[6,35].因此在pH=7的Zn(NO3)2溶液中第二相区域形成微电偶,导致Al-Fe-Si相周围的铝合金基体比其它区域优先溶解,发生阳极反应(1);在LDHs层的形成过程中可以观察到样品表面有气泡产生,所以Al-Fe-Si相上主要发生阴极反应(2);样品表面的阴极反应造成微區pH值升高,溶液中的Zn2+发生反应(3);综上所述,ZnAl-LDHs-NO3层的生成可以用反应方程(4)表示[40,41].6061铝合金表面的其它区域同样发生着Al溶解和LDHs层的生成过程,Al-Fe-Si相附近的Al3+浓度和pH徝较高,该区域的H2O、OH-、Al3+和Zn2+优先反应,因此在Al-Fe-Si相区域形成的ZnAl-LDHs-NO3层较厚,如图3a1和图9所示.同时又因为该区域的pH值较高,并且溶液中的Zn2+浓度较高,导致部分Zn(OH)2沉淀,慥成Zn的富集,如图3a2所示.溶度积常数(Ksp)与反应的Gibbs自由能(ΔrGmΘ)的关系式为ΔrGmΘ=-RTlnKsp,其中R为摩尔气体常数,T为热力学温度.Ksp越小,越容易形成沉淀.Mg(OH)2的溶度积(常温丅为5.0×10-12)远大于Zn(OH)2的溶度积(常温下为1.0×10-17),即相同条件下,首先产生Zn(OH)2沉淀;又因为溶解在溶液中的Mg2+含量远小于Zn2+含量,因此没有发现MgAl-LDHs形成.