薄液膜下2A12铝合金第二相微区电化学腐蚀行为及机理研究

通过扫描开尔文（SKPFM）、电化学扫描显微镜（SECM）、交流阻抗谱、原子力显微镜（AFM）、电子探针（EPMA）等现代电化学和微区研究手段，研究2A12铝合金中第二相θ（Al2Cu）和S（Al2CuMg）在薄液膜下的腐蚀电位、电流、表面形貌和组成的变化，分析θ（Al2Cu）和S（Al2CuMg）相及界面的腐蚀溶解规律，以及对铝合金点蚀的产生和发展的影响，揭示第二相在工业污染大气环境中对2A12铝合金微电偶腐蚀阳极、阴极过程的影响机制，建立第二相在2A12铝合金中的腐蚀溶解模型，从而阐明第二相对2A12铝合金在工业污染大气环境中局部腐蚀的影响机理。本项目研究可以丰富铝合金第二相的腐蚀理论，加深人们对铝合金局部腐蚀电化学行为的理解，为铝合金在自然环境下安全使用以及发展新的铝合金防护技术奠定理论基础。

铝合金材料在大气环境下的腐蚀主要是在薄液膜下的电化学腐蚀，而铝合金中第二相对铝合金局部腐蚀具有重要影响，特别是在工业污染大气环境下铝合金材料中第二相的微观腐蚀机制研究较少。因此，本项工作主要针对2A12铝合金中典型第二相（Al2Cu（θ相）和Al2CuMg（S相））在模拟工业污染大气环境中的腐蚀行为进行研究，并分析其腐蚀机制。.本项工作主要制备了Al2Cu与Al2CuMg材料以及两相耦合材料Al2Cu/Al和Al2CuMg/Al，并采用扫描显微镜、原子力显微镜、电子探针、XRD、交流阻抗、极化曲线、扫描开尔文探针、局部交流阻抗等方法研究了材料在模拟溶液0.1mol/LNa2SO4(pH为4.2)）中及薄液膜条件下的腐蚀行为，并分析其腐蚀机制。.通过研究显示，2A12合金中Al2Cu与Al2CuMg在模拟工业污染大气环境中的腐蚀主要是由于Al2Cu和Al2CuMg的腐蚀电位与铝不同， Al2Cu和Al2CuMg与铝基体形成腐蚀微电池加速材料的腐蚀溶解，即Al2Cu在0.1mol/LNa2SO4(pH为4.2)）溶液中的自腐蚀电位为-473.04mV (vs.SCE)，其电位相对于纯铝（-507.16 mVSCE）正，促进电偶纯铝的溶解；Al2CuMg在该溶液中的自腐蚀电位为-948.60 mVSCE，相对于纯铝为阳极，其溶解速度快于纯铝并发生更严重的腐蚀。Al2CuMg/Al试样SKP显示Al2CuMg电位在浸泡前低于纯Al，浸泡96h后Al2CuMg电位高于纯Al；Al2CuMg/Al试样LEIS结果显示Al2CuMg阻抗低于纯Al，且Al2CuMg与纯Al的阻抗也减小。Al2Cu/Al试样SKP显示Al2Cu的电位高于Al，纯Al区域腐蚀较重；LEIS结果显示试样整体阻抗值不断降低。Al2CuMg和Al2Cu在不同厚度液膜下腐蚀速率不同，Al2CuMg在130μm液膜下腐蚀速率最小；Al2Cu在90μm时腐蚀速率最大；另外，随着浸泡时间的延长，Al2Cu和Al2CuMg与纯铝的电位差不断减小，腐蚀溶解的趋势降低，且各种材料内部不同组织由于局部电位的不同也存在腐蚀溶解的现象。.本项工作对高强铝合金局部腐蚀机制进行了有益的探索，获得了部分较有价值的研究成果，促进了铝合金微观腐蚀行为和腐蚀机制的研究进一步深入，为下一步研究工作的开展奠定了较好基础。