电化学阻抗谱技术研究Ce（Ⅲ）转化膜在3.5%25NaCl溶液中的腐蚀行为.pdf

第 2 3卷第 6期 、 ，0 1 2 3 No 6 文章编号： 中国有色金属学报 Th e Ch i n e s e J o u r n a l o f No n f e r r o u s M e t a l s 2 0 1 3 年 6月 J u n e 2 0l 3 1 0 0 4 - 0 6 0 9 ( 2 0 1 3 ) 0 6 - 1 6 4 0 - 0 8 电化学阻抗谱技术研究 C e ( I I I ) 转化膜在 3 5 N a C I 溶液 中的腐蚀行为 顾 宝珊 ，杨培 燕，宫丽 ( 中国钢研科技集团有限公司 先进金属材料涂镀国家工程实验室，北京 1 0 0 0 8 1 ) 摘要： 应用电化学阻抗谱( E I S ) 连续测试 B 9 5铝合金表面稀土转化膜在 3 5 Na C 1 溶液中铈盐转化膜的破坏过程， 通过阻抗值的变化研究 B 9 5铝合金表面稀土转化膜在 3 5 Na C 1 溶液中的腐蚀行为，采用等效电路的方式对测试 的E I S进行解析。通过转化膜腐蚀过程阻抗谱特征研究， 建立了B 9 5铝合金表面 C e ( I I I ) 转化膜腐蚀破环的 3 个阶 段模 型：浸泡早期 、浸泡 中期和浸泡后期 。浸泡早期，铝合 金表 面稀 土转 化膜 被电解质溶液湿润 ，水开始渗透进 转化膜；浸泡中期，电解质溶液渗透转化膜被破坏，同时与转化膜 自修复相互竞争，转化膜破坏 再钝化；浸泡后 期，转化膜破坏超过转化膜 自修复，铝合金基体开始逐渐腐蚀溶解。同时，该模型可以定量预测转化膜表面腐蚀 发展的程度 。 关键词：铝合金；电化学阻抗；C e 转化膜；腐蚀行为；Na C 1 溶液 中图分类号：0 6 4 6 6 ；T G1 3 3 2 文献标志码：A C o r r o s i o n b e h a v i o r o f C e ( I I I ) c o n v e r s i o n c o a t i n g i n 3 5 Na CI s o l u t i o n b y e l e c t r o c h e mi c a l i mpe da n c e s p e c t r o s c o pe GU Ba o s h a h ， Y ANG P e i y a n ， GONG L i ( N a t i o n a l E n g i n e e r i n g L a b o r a t o r y f o r A d v a n c e d C o a t i n g s T e c h n o l o g y o f Me t a l Ma t e ri a l s ， C h i n a I r o n a n d S t e e l R e s e a r c h I n s t i t u t e Gr o u p ， B e ij i n g 1 0 0 0 8 1 ， C h i n a ) A b s t r a c t ： T h e c o r r o s i o n b e h a v i o r o f c e r i u m( I I I 、 c o n v e r s i o n c o a t i n g o n B 9 5 a l u mi n u m a l l o y i n 3 5 Na C 1 s o l u t i o n wa s i n v e s t i g a t e d b y e l e c t r o c h e mi c a l i mp e d a n c e s p e c tr o s c o p e( E I S ) T h e p r o c e s s o f c o r r o s i o n and me c h a n i s m o f c e ri u m( I l 1 ) c o n v e r s i o n c o a t i n g o n B9 5 a l umi n u m a l l o y we r e i n v e s t i g a t e d t h r o u g h t h e c h a n g e s o f E I S i n t h e p r o c e s s Th e t e s t e d E I S b a s e d o n e q u i v a l e n t c i r c u i t wa s a n a l y z e d T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e v a r i a t i o n o f E I S c a n c l e a r l y d i s p l a y t h e c o rro s i o n b e h a v i o r c h a n g e o f c e r i u m( I I I ) c o n v e r s i o n c o a t i n g o n B 9 5 a l u mi n u m a l l o y i n 3 5 N a C 1 s o l u t i o n T hro u g h i n v e s t i g a t i n g t h e E I S f e a t u r e s ， t h e r e s p e c t i v e mo d e l o f e a c h s t a g e a n d i t s c o r r e s p o n d i n g e q u i v a l e n t c i r c u i t we r e b u i l t t o s h o w t h e c o rr o s i o n a n d d e s t r u c t i o n o f t h e C e ( I I I ) c o n v e r s i o n c o a t i n g o n B 9 5 a l u mi n um a l l o y T h e y a r e ， r e s p e c t i v e l y , t h e e a r l y s t a g e ， t h e mi d d l e s t a g e a n d t h e t e r m i n a l s t a g e o f i mme r s i o n T h e e a r l y s t a g e r e f e r s t o t h e t i me wh e n the c o n v e r s i o n c o a t i n g o n a l u mi n u m a l l o y i s mo i s t u r i z e d b y e l e c t r o l y t e s o l u t i o n a n d wa t e r b e g i n s t o p e r m e a t e i n t o t h e c o a t i n g T h e mi d d l e s t a g e r e f e r s t o t h e t i me wh e n t h i s p e r me a t i o n i n t o t h e c o n v e r s i o n c o a t i n g i s d e s t r u c t e d wh i l e t h e c o n v e r s i o n c o a t i n g u n d e r g o e s s e l f - r e h a b i l i t a t i o n ，t h u s g i v i n g r i s e t o t h e c o mp e t i t i o n b e tw e e n t h e d e s t r u c t i o n a n d s e l f - r e h a b i l i t a t i o n o f t h e c o n v e r s i o n c o a t i n g Th e t e rm i n a l s t a g e r e f e r s t o t h e t i me wh e n t h e d e s t ru c t i o n o f c o n v e r s i o n c o a t i n g o u t we i g h s i t s s e l f - r e h a b i l i tat i o n ， t h e a l l o y b e g i n s t o g e t c o rro d e d a n d r e s o l v e d Th i s mo d e l c a n p r e d i c t t h e c o rro s i o n d e g r e e o f t h e c o n v e r s i o n c o a t i n g s u r f a c e Ke y w o r d s ： a l um i n i u m a l l o y s ； e l e c t r o c h e mi c a l i mp e d a n c e s p e c t r o s c o p e( E I S ) ； c e ri u m c o n v e r s i o n c o at i n g ； c o r r o s i o n b e h a v i o r ； Na Cl s o l u t i o n 收稿 日期：2 0 1 2 0 8 1 2 ；修订日期：2 0 1 2 1 2 0 6 通信作者：顾宝珊，教授级高级工程师；电话：0 1 0 6 2 1 8 2 5 7 3 ，1 3 5 0 1 2 3 7 9 0 5 ：E ma i l ： g u b s 2 6 3 n e t 第 2 3卷第 6期 顾宝珊，等：电化学阻抗谱技术研究 C e ( I I I ) 转化膜在 3 5 N a C 1 溶液中的腐蚀行为 1 6 4 7 1 5 】 王新东，吴世 民，刘艳芳 ， 孙根 生，段淑 贞用 电化学 交流阻 抗 法 研 究铝 合 金 表 面稀 土 转 化膜 J 北京 科 技 大 学 学报 ， 2 0 0 1 ， 2 3 ( 4 ) ： 3 2 0 3 2 3 WANG Xi n d o n g ， W U S hi m i n g ， LI U Ya n- f a ng ， S UN Ge n s h e n g ， DUAN S h u - z h e n An AC i mpe d a n c e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e c e r i u m o x i d e fi l m f o r me d o n t h e a l u min um s u r f a c e J J o u rna l o f Un i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y Be ij i n g ， 2 0 0 1 ， 2 3 ( 4 ) ： 3 2 0 3 2 3 1 6 】 曹楚南，张鉴清电化 学阻抗谱导论 M 北京 ：科学 出版 社， 2 0 0 2 CAO Ch u n a n， ZHANG J i a n q i n g An i n t r o d u c t i o n t o e l e c t r o c h e mi c a l i mp e d a n c e s p e c t r o s c o p y M Be ij i n g ：S c i e n c e Pr e s s ， 2 0 02 【 1 7 】 I 8 1 9 顾宝珊， 刘建华 铈盐对铝合金的成膜过程电化学交流阻抗 研 究 J 中国稀土学报， 2 0 0 7 ， 2 5 ( 2 ) ： 2 1 0 2 1 6 GU Ba o s h a n ， L I U J i a n h u a C e r i u m( I I I ) fi l m f o r ma t i o n p r o c e s s f o r a l u mi n u m a l l o y s o bs e r v e d wi th e l e c t r o c he mi c a l impe d a n c e s p e c tro s c o p y J J o u rna l o f C h in e s e Ra r e E a r t h S o c i e ty, 2 0 0 7 ， 2 5 ( 2 ) ： 2 1 0 2 1 6 M ANS FE LD F， PE REZ F J S u r f a c e mo d i fic a t i o n o f Al 1 5 S i C me t a l ma t r i x c o mp o s i t e i n mo l t e n s a l t s c o n t a i n i n g C e Cl 3 J S u r f a c e a n d Co a t i n g s T e c hn o l o gy ,1 9 9 6 ， 8 6 8 7： 4 4 9 -4 5 3 MANS F E LD E KE ND I G M W T S AI S E v a l u a t i o n o f c o r r o s i o n b e h a v i o r o f c o e d me t a l s wi th AC i mp e d a n c e me a s u r e me n t s J Co rro s i o n ，1 9 8 2 ， 38 ： 47 8 4 8 5 ( 编辑李艳红)