1。1。1 化学腐蚀
在大气中,常温下镁和镁合金就能够发生腐蚀。干燥得空气中,镁的表面会被氧 化从而生成氧化镁;湿润环境中,镁表面的氧化镁会与水进一步反应生成氢氧化镁。 在大气中,二氧化碳可以与水形成碳酸,碳酸就可以同表面的氢氧化镁反应还会生成 碳酸镁。除此之外,镁合金的表面在空气中可以形成了一层细小表面膜,不过这层表 面膜对镁合金起不到任何的保护作用。这是由于,这层表面膜在水中都是可以溶解的, 特别不稳定,所以指望这层膜来保护镁合金是不可能的实现的。
相比于镁在大气中腐蚀,镁在溶液中的腐蚀就显得格外的严重。当镁浸泡在自来 水中的时候,表面会很快出现腐蚀坑,这是因为自来水中存在一些离子能对镁的表面 膜产生了破坏。这种现象和镁合金处于潮湿的大气中差不多,空气中二氧化碳和水结 合生成碳酸,碳酸和镁表面的氢氧化镁进一步生成碳酸镁,从未加快镁合金的腐蚀。
当镁存在于 pH 值低于 10。5 的溶液环境中,也就是在酸性、中性、弱碱性的条件中 的时候,镁合金表面的氢氧化镁就会很不稳定,很快就会被破坏,这样镁合金内部也 会很快开始腐蚀。而当溶液的 pH 值高于 10。5 时的时候,虽然氢氧化镁是很稳定的 从热力学角度上来分析,但是在一些含有强腐蚀性离子如氯离子的溶液中,镁受膜层 致密度的影响,表面的氢氧化镁膜层还是会被部分溶解。同时,溶液中游离的镁离子 在碰到氢氧根离子后会生成氢氧化镁,而氢氧化镁有一定概率重新回到镁合金的表 面,而在腐蚀反应中生成的氢气会不停的改变表面膜的质量,这样逐渐沉淀而成的膜 层就会很疏松不致密,而起不到任何的保护作用。
1。1。2 应力腐蚀
镁合金除了很容易就发生化学腐蚀以外,如果镁合金受到热胀冷缩的应力或者是 在运用中产生的扭、压、撞的应力,镁合金就会发生开裂现象(SCC),这种现象的 发生的条件只需要应力的存在,即使是在镁合金不会发生腐蚀的坏境介质中都可以发 生开裂现象。大多数情况下,开裂现象随着残余应力的变大而变得更容易发生,所以 要减少这种破坏就要减小镁合金工作时的拉应力。
应力腐蚀现象一般认为是由于氢脆造成的,开裂现象产生后,裂纹处就会没有 表面保护膜的保护,这样就不能阻止氢原子进入到镁合金和镁的内部,与镁发生反应, 氢原子能够与镁反应生成氢化镁。同时进入到镁合金内部的氢原子属于小分子,这样 就会聚集到镁合金晶格间隙中,或是在裂纹的尖端。这样就会影响到原本在这些位置 的电子的分布状况,导致金属原子之间的相互作用力变弱,就很容易发生滑移现象, 产生断裂。
1。2 镁合金表面处理
表面处理是解决镁表面氧化膜(MgO)不致密耐蚀性差的主要方法 而表面处理现的差异来进行选择不同的工艺。目前最主要的几种表面处理措施如下: 1、通过提高镁合金的合金纯度,改变冶金的元素,加入新的合金元素来寻找新
的合金种类[2]。 2、快速冷凝固工艺可以很好的提高合金元素的固溶度,因为它的冷却速度比一
般的方法较快可以大大的提高合金成分的均匀性[3]。 3、利用激光和离子注入的方法来改变镁合金表面的性质[4-5]。
4、在镁合金表面添加一些具有保护性的膜层或者涂层,生活中常用的方法有化 学转化膜法、电化学转化膜法、PVD 膜层法,有机涂层法和金属镀层法等[6-9]。
5、阳极氧化,铝扩散涂层等方法。
1。2。1 微弧氧化处理