1。3 镁合金的腐蚀

镁合金的腐蚀主要分成化学腐蚀和应力腐蚀两种。前者发生的主要原因是因为镁合 金本身活泼的化学性质。镁合金在空气中会与氧气发生反应生成氧化镁，形成膜层，但 是这膜层又会在湿润的环境下与水反应生成氢氧化镁，从而对镁合金造成腐蚀。而应力 腐蚀的主要产生原因是氢脆。当镁合金出现开裂现象以后就没有表面的保护膜来阻止氢 原子进入镁合金内部。这就会导致镁合金本身的原子之间的相互作用力降低，产生滑移。

1。4 镁合金的腐蚀防护

水是金属腐蚀的永恒环境，在不同的水溶液的环境中，镁所呈现的反应也不同。比 如在酸性或者中性的溶液中，镁会生成 Mg2+，但是在碱性溶液中主要是生成难溶的 Mg(OH)2。由此，我们不难看出镁在酸性或者中性溶液中容易发生腐蚀，但是由于在碱 性溶液中会生成难溶的 Mg(OH)2 膜，因此又使得腐蚀活动难以进行，进而保护了镁[10]。

通常情况下，镁及其合金表面都存在一层氧化镁膜层，也正因为这个氧化镁膜的存 在使得镁的耐蚀性得到了极大的强化。由于镁及其合金表面存在的氧化膜比较疏松，对 基体的保护没有那么全面。但是如果在碱性的大气环境或者溶液中，镁及其合金的表面 就会生产一种阻止腐蚀的 Mg(OH)2 膜，但是只要溶液的 pH 值重新变低或者 Cl- 变多， 那么它的保护膜就会溶解从而失去保护作用[11]。

不仅如此，镁中还含有很多微量杂质，这些杂质引起的电化学腐蚀加剧了镁的腐蚀。 根据了解，我们不难发现镁的标准电极电位与其他结构金属和合金相比较为负，并且总 是作为阳极，镁的标准电极电位是-2。3637V，但是镁合金本身就是一个多电池系统，而 镁是该电池系统的阳极，但是其他合金化元素却属于阴极。这点我们需要区分出来。

由上述所说我们不难发现，温度、pH 值、合金元素、杂质等很多因素都容易对镁 及其合金的耐蚀性有很大的影响[12]。如果温度变高，那么 H+向阴极扩散的速度显著升 高，那么将会加速镁及其合金的腐蚀速率。同时镁及镁合金在不同 pH 条件下的腐蚀电 位不同，腐蚀速度也不同，变化趋势如图 1-2。总的来说，腐蚀电位是随着 pH 值的增 加而升高的，奇怪的是当 pH 值在 3 至 11。5 期间腐蚀电位几乎没有变化，并且腐蚀速度 随之降低。而进入钝化状态是在 pH 值到达 10 之后发生的。合金元素和杂质对镁及其 合金耐蚀性的影响主要在于氢超电位，如果氢超电位很低，那么镁的去极化腐蚀将会被 加速，但是金属元素在自然环境下对于镁的去极化腐蚀并没有太大的影响。而热处理使 镁合金内部组织更加均匀，晶粒更加细小，并且能够一定程度上加强变形的镁合金的耐蚀性。

图 1-1  镁腐蚀速度与 pH、电位的关系[13]

针对镁合金耐腐蚀性差的问题，人们想出很多解决的方法。其中最主要的是两种理 念。第一、使得金属中有害杂质元素尽量保持在一个较低的百分比中，从基体上解决耐 蚀性差的问题。可以通过在镁及其合金中加入耐蚀性高的合金元素来提高合金的纯度。 第二、将金属和大气环境隔绝起来，也就是我们通常说的表面处理，一定程度上也可以 防腐。总的来说，这种方法比较直接而且效果显著，因此应用的也比较多，目前已经在 不同的领域研究出了很多方法。最主要有如下的几种处理方法：

（1）油封和涂蜡：这种方式能够暂时的保护金属，较早适用于钢铁等其他金属材 料。论文网

（2）化学转化膜：化学转化膜是通过化学溶液使镁合金表面生成一层由多种难溶 化合物组成的无机膜，包括氧化物、氟化物、铬酸盐、磷酸盐等，而且不同方法制得的 化学转化膜成分会有所不同，主要分为三种：铬酸盐转化膜、磷化膜、阳极氧化膜，前 两种不需要通电，后一种则需要通电。阳极氧化需要外加电流，也包括了微弧氧化。但 是化学转化膜只有在室内对金属才有保护作用，并且他的保护时间也是有限的。所以， 如果我们想要通过它来保护运输和储存途中的商品，那么就必须对保护时长进行优化， 因此零件在化学处理后需要采用油封[14]。 AZ91D镁合金化学镀工艺的研究Ni-P镀层(4):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_94526.html