金属阳离子对镁在含Cl-溶液中腐蚀行为的影响

刘笑达，王一都，闫 敏，卫英慧，3，侯利锋，郭春丽

(1.太原理工大学 材料科学与工程学院，太原 030024；2.中北大学 材料科学与工程学院，太原 030051；3.山西工程技术学院，山西 阳泉 045000)

然而，与金属接触的环境中往往同时存在阴离子和阳离子。已有研究表明，介质中的金属阳离子对金属基体会产生影响。OTANI et al和SAKAIRI et al[13-14]研究了在自来水环境中，金属阳离子对A3003铝合金腐蚀的影响，发现Ca2+，Zn2+，Ni2+可以抑制A3003铝合金的腐蚀，而Mg2+会加速该合金的腐蚀进程。另一方面，李英等[15]研究了不同种类的阳离子对AZ31B医用镁合金腐蚀行为的影响规律，通过分析动电位极化曲线和电化学阻抗谱发现，AZ31B镁合金浸泡在4种阳离子氯化物溶液(NaCl，KCl，CaCl2，MgCl2)中的腐蚀电位、阻抗与试样失重变化趋势一致，即金属阳离子直接影响医用镁合金的降解特性，由大到小依次为：NaCl，KCl，CaCl2，MgCl2.然而，金属阳离子对镁以及镁合金腐蚀行为的影响还鲜有报道。

本文采用电化学测试以及浸泡腐蚀测试方法，研究了Na+、Ca2+和Mn2+金属阳离子对镁腐蚀行为的影响，并结合软硬酸碱理论(HSAB)进行了分析。

1 实验

1.1 实验材料和测试溶液

选用铸态纯镁(质量分数99.99%)材料。实验前将镁试样经180#，600#，1 000#，1 500#，2 000#的水砂纸连续打磨，然后用去离子水冲洗，无水乙醇超声清洗5 min，干燥。

本实验选取3种不同的金属阳离子氯化物(NaCl，CaCl2，MnCl2)溶液进行电化学实验和浸泡实验，分别记作Na+，Ca2+，Mn2+.为了研究添加不同类型的阳离子对镁腐蚀的影响，将氯离子的浓度统一设定为10 mmol/L.经测定，该浓度下3种金属阳离子氯化物溶液的pH值都接近6.因此，在相近的pH值以及相同氯离子浓度条件下，可以研究溶液中存在的少量不同金属阳离子对镁腐蚀的影响。……