薄液膜下超塑性锌铝合金腐蚀相电化学机理与规律研究

Zn-Al alloy has a very good superplastic and strength, in some cases it can instead of copper in use. Zn-Al alloy is prone to corrosion in most environments. The present study found that the Al-rich phase was prone to preferential attack when the superplastic Zn-Al alloy was corroded but the corrosion rate of the alloy decreased with increasing Al content. There is still not a reasonable explanation for this abnormal corrosion phenomenon. The research object of this project is the Zn-Al alloys with various aluminum contents. The corrosion electrochemical mechanism of superplastic Zn-Al alloys under thin liquid film will be studied by atmospheric corrosion test, simulation acid rain immersion experiment, thin liquid film corrosion test and local electrochemical test. The relationship between the phases and electrochemical behavior under the thin liquid film will be studied. A reasonable explanation for the abnormal corrosion phenomenon mentioned above and a corrosion model between phase-electrochemical will be eatablished. The result of this project can provide a theoretical foundation for the safety use of Zn-Al alloys and material design and protection. It also can provide a theoretical guidance for the design of recipe and process of new zinc alloy with high corrosion resistance.

锌铝合金具有极好的超塑性及强度，某些情况下可替代铜使用。锌铝合金在大多数环境中均易发生腐蚀。目前研究发现锌铝合金中富铝相优先腐蚀，然而随着铝含量提高合金组织中富铝相增多，合金整体腐蚀速率反而下降，针对这一异常腐蚀现象目前还没有较为合理的解释。本项目拟以不同铝含量的锌铝合金为研究对象，通过室外大气腐蚀实验、室内模拟酸雨溶液浸蚀实验、薄液膜腐蚀实验及微区电化学测试等手段，系统研究超塑性锌铝合金的腐蚀相电化学规律与机理，考察超塑性锌铝合金在薄液膜条件下相结构与电化学腐蚀行为之间的关系，发展薄层液膜下腐蚀相电化学理论；揭示大气环境中锌合金腐蚀机制，合理解释合金中富铝相优先腐蚀但是随着富铝相增多合金腐蚀速率反而下降这一矛盾现象。为锌合金在大气环境中的安全使用以及建立工程适用的选材、设计与防护体系奠定理论基础，为设计开发新型耐蚀锌合金配方及工艺提供数据支持。

锌铝合金具有极好的超塑性及强度，某些情况下可替代铜使用。锌铝合金在大多数环境中均易发生腐蚀。本项目以不同铝含量的锌铝合金为研究对象，通过室外大气腐蚀实验、室内模拟酸雨溶液浸蚀实验、室内模拟海洋环境等手段，系统研究超塑性锌铝合金的腐蚀相电化学规律与机理，考察超塑性锌铝合金在薄液膜条件下相结构与电化学腐蚀行为之间的关系，发展腐蚀电化学理论；揭示大气环境中锌合金腐蚀机制，合理解释合金中富铝相优先腐蚀但是随着富铝相增多合金腐蚀速率反而下降这一矛盾现象。为锌合金在大气环境中的安全使用以及建立工程适用的选材、设计与防护体系奠定理论基础，为设计开发新型耐蚀锌合金配方及工艺提供数据支持。. 研究了超塑性锌铝合金在工业大气环境中的腐蚀行为。随着铝含量的增加，合金腐蚀速率先上升后下降，ZA8合金腐蚀速率最高，ZA16合金腐蚀速率最低，耐蚀性最好。合金中富铝相优先腐蚀，但是随着铝含量增加合金中富铝相增多，合金腐蚀速率反而下降。连续分布的富铝相可以有效阻碍腐蚀过程。锌铝合金在模拟酸雨溶液中发生腐蚀时，结果与大气腐蚀类似，富铝相也优先腐蚀。. 研究了锌铝合金在人工海水中的腐蚀行为。铝的自腐蚀电流比锌小一个数量级，合金的腐蚀速率随着铝含量的升高而减小。对合金表面双电层的研究也发现，铝含量的升高有利于将活化粒子固缩于合金表面，降低腐蚀速率。在硫酸钠溶液中变形锌铝合金富铝相优先腐蚀；而在氯化钠溶液中，变形锌铝合金富锌相发生优先腐蚀。合金退火对腐蚀性能几乎没有影响。. 研究了相变及等通道转角挤压(ECAP) 工艺处理对Zn-22Al 合金耐腐蚀性能的影响，考察了显微组织演变对Zn-22Al合金在3.5% (质量分数) NaCl 溶液中的失重及电化学腐蚀行为的影响。随着挤压道次的增加，Zn-22Al合金腐蚀电流密度逐渐增加，腐蚀电位逐渐下降，合金的耐腐蚀性能随挤压道次的增加而逐渐降低。