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2015年4月
六次甲基四胺对铁合金在氯化钠溶液中的绶蚀研究
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六次甲基四胺对镁合金在氯化钠溶液中的蚀研究
廖增彬谢林澍杨海平李琴
(南昌航空大学材料科学与工程学院,江西南昌330063)
摘要:本文主采用漫泡失重法和动电位扫描法研究六次甲基四胺在氯化钠溶液
中抑制铁合金的腐蚀行为。研究结果表明,当六次甲基四胺在5x10-3mol/L是能获得最
佳的蚀效果。
关键词:失重法动电位扫描法六次甲基四胺级蚀
镁合金在一般酸性、碱性、中性溶液中都不耐腐
式中:
蚀,即使在纯水中也会被腐蚀。镁合金在pH值大于11
V-一腐蚀速度(mg
的碱性溶液中,由于表面能够生成稳定的钝化膜而表
一腐蚀前试样的质量(mg
现出比较好的耐蚀性;但是当溶液中有存在时,因
M1ー一腐蚀后去除腐蚀产物后的试样质量(mg
钝化膜易破坏,合金也会被腐蚀2。
S一为试样总的表面积(cm2)
迄今为止,国内外对钢铁材料以及锌、锎等部分有
t一浸泡时间(d)
色金属的级蚀剂进行了大量研究,同时建立了相应的
动电位极化曲线
蚀机理,取得了较好的成果。但是对镁合金的级蚀
动电位极化是一种评选金属绶蚀剂的标准电化学
剂研究却相对较少,主要原因是镁与过渡金属相比,其方法,可用于活化体系的蚀研究。不存在浓差极化
可用的空轨道较少。但近年来国内外对镁合金的缰蚀时,电化学反应的平衡受到很大的破坏,电极电位远远
剂研究越来越视,其中主要研究方向包括降低镁合偏离平衡电位,满足塔菲尔关系。
金的电偶腐蚀,改善镤基備氢材料性能?们,提高镁合
将镁合金电极分别放人空白溶液以及添加了缓蚀
金发动机冷却液的耐蚀性以及增大在工业冷却水和含剂的溶液中,待系统稳定一段时间后,测量镁合金动态
氯离子溶液中的耐蚀性。本文主要采用漫泡失重法极化曲线。电位扫描范国为400mV+60mV(相对
和动电位扫描法研究六次甲基四胺在氯化钠溶液中抑于开路电位);扫描速率为1mV/a。根据公式计算动电
制镁合金的腐蚀行为。
位极化曲线测试的级蚀效率I
1实验
E =[(im-im)/i1 (2)
实验对象为 Azores1D钱合金,电化学测试中使用
式中im和m:分别代表空白済液及添加缓蚀剂
的镁合金电极采用环氧树脂固封,露出约lcmn2的工作溶液中的腐蚀电流密度。
面积进测试。全漫失重实验中的镁合金试样尺寸为1.
测量采用三电极系统:辅助电极为铂电极、参比电
4cm×1.4cmx0.8cm
极为饱和甘汞电极工作电极为测试试样。试样经金相
1.1失重法
砂纸逐级打磨后清洗除油后放人腐蚀介质中,温度为
把线切剖好的试样分别在400#、800#及1400#砂纸室温。
上打磨好,用游标卡尺测量试样的长度、宽度和厚度,
2铕与讨论
并计算试样的表面积。然后将试样依次用丙酮,慕馏
把试样浸泡在3.5%的Nal溶液中后,实验观察
水和无水乙醇清洗。然后将吹干后的试样放在读数精发现:试样表面逐浙有气泡析出,并逐渐被气泡包剧
度为0.1mg电子天平上称,记录试样量M。腐蚀随着时间的推移,试样逐渐被腐蚀产物複益,失去金属
介质为质量分数3,5%的Na溶液,由蒸馏水和分析光泽,浸泡溶液开始变得浑浊,溶液中悬浮大量的白色
纯的氧化钠配制而成。试验温度为室温。
腐蚀产物。
将腐蚀后的试样放入浓度铬酸与硫脲的混合溶液
图1为采用失重法获得的A91D含不同浓度的六
中煮沸三分钟,腐蚀产物去除干净后依次用丙嗣、蔡馏次甲基四胺的3.5%氯化钠溶液的腐蚀速度曲线。由
水、酒精进行湾洗,用电吹风吹干后用电子天平称出腐图可知,誉浸泡天数的增加铁合金的腐蚀速度逐渐
蚀后重量M
减小,其主要原因:镁合金发生电化学反应,总反应为
失盒法计算腐蚀速度的公式如下
Mg+2H10=Mg(OH)2+H2f,生成的腐蚀产物M
V=(M。-M1)/(Sxt)(1)
(OH)2会聚合在一起减少钱合金和接触机会,从而
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江西化工
2015年第2期
腐蚀速度会减小。但是也有少数腐蚀速度随着浸泡时蚀。六次甲基四胺能够减缓A291D在3.5%氯化钠溶
间的增加反而增加了,究其原因,可能是腐蚀产物的脱液的腐蚀速度。
落,使得Cl与镁合金表面重新接触,加速镁合金的腐
x贮型
0B64
四空白液
ロ10-301L六次甲四肢
a5X10-3mlL六次甲都四
10-2oM大次甲蓄四
10-11L六次甲四
时间(d)
图1不同浓度六次甲基四胺的3.5%Na溶液对A71D镁合金腐蚀的影响
图1是A291D镁合金在3.5%氯化钠溶液和分别推法,利用高电流密度下测得的极化曲线的 Tafel直线
添加了5x10-3mol/L、10-3mol/L、10-2moM/L、10-'mol段,反推到阴、阳极反的平衡电位,从而得到不能直接
L六次甲基四胺的的动电位极化曲线图。从图中可以测量出的电流密度下阴极和阳极反应的极化曲线。沿
看出不同浓度六次甲基四胺的溶液的镁合金极化曲线阴极和阳极极化曲线的Tal直线段延长线的交点,交
都遵循Tail规律,极化曲线的阴极斜率基本保持不变点处i=ic。通过测量所得的腐蚀电流强度1,根据腐
而阳极斜率有所不同,说明六次甲基四胺浓度对阴极蚀电流强度I的大小可以比较不同镁合金的耐蚀性,电
析氢反应没有影响。
流密度越大,其耐腐蚀性能越差。
对图2的极化曲线进行拟合,也称塔菲尔直线外
5* 1d
10 moll
0 moll
50
EN
图2不同六次甲基四胺浓度下动电位极化曲线
表1为图2动电位极化曲线的拟合结果,由拟合围内,添加了5x10mol/L时A291D镁合金的缓蚀效
结果可知,随着六次甲基四胺浓度的增加,自腐蚀电位率为58.83%,说明六次甲基四胺对镁合金的腐蚀起到
基本不变,在浓度10moML较大时,自腐蚀电位出现了一定的缓蚀作用。
了明显的正移,腐蚀电流均有所降低。在研究浓度范
表1镁合金在不同浓度六次甲基四胺3.5%Nal溶液中极化曲线拟合结果
溶液
E。(腐蚀电位V)
(腐蚀电流Acm2)
缓蚀效率
空白溶液
1.4618
7.282E-04
10"mol/L
-1.478
4.76145E-04
43.81%
5x10"mol/L
1.4694
3.244E-04
58.83%
10"mol/L
-1.4593
6.244E-04
26.24%
10mol/L
-1.2644
7.209E-04
17.91%