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第1章 镁及镁合金简介1

1.1 镁资源1

1.2 镁发展简要历程2

1.3 镁及其合金的基本知识4

1.3.1 纯镁4

1.3.2 镁合金4

1.4 镁合金的特性与应用10

1.4.1 镁合金的性能10

1.4.2 应用11

1.4.3 镁在各领域的用量17

1.5 镁合金腐蚀与防护研究的意义18

参考文献19

第2章 镁的腐蚀电化学20

2.1 镁腐蚀的倾向20

2.1.1 热力学倾向20

2.1.2 电位-pH图21

2.2 镁的表面膜26

2.2.1 组成结构26

2.2.2 稳定性与保护性28

2.3 镁腐蚀基本现象30

2.3.1 腐蚀电位30

2.3.2 阴极极化与析氢30

2.3.3 负差异效应与“阳极析氢”32

2.3.4 表观价数与阳极效率38

2.3.5 碱化40

2.3.6 滞后效应41

2.3.7 腐蚀形貌42

2.4 镁的腐蚀机理42

2.4.1 氢化镁促溶43

2.4.2 单价镁离子过渡45

2.4.3 表面膜破坏46

2.4.4 溶解脱落50

2.4.5 综合理论51

参考文献56

第3章 镁合金腐蚀破坏概述57

3.1 腐蚀特点57

3.1.1 一般腐蚀行为57

3.1.2 自然腐蚀种类64

3.2 不同镁合金的腐蚀67

3.2.1 镁合金耐蚀性67

3.2.2 AZ9169

3.2.3 AM50，AM6070

3.2.4 AS70

3.2.5 ZA71

3.2.6 AE71

3.2.7 ZE，WE72

3.2.8 MEZ72

3.2.9 MgLi74

3.3 不同环境中的自然腐蚀75

3.3.1 水中的腐蚀75

3.3.2 大气腐蚀76

3.3.3 土壤腐蚀83

3.4 特殊环境中的自然腐蚀85

3.4.1 冷却液中的腐蚀85

3.4.2 人体模拟液中的腐蚀88

参考文献92

第4章 镁合金自然腐蚀的电化学原理94

4.1 镁合金的组成与微观结构94

4.1.1 α基相95

4.1.2 第二相95

4.1.3 其他相97

4.1.4 杂质与缺陷97

4.2 腐蚀微电偶98

4.2.1 成分不均匀99

4.2.2 相分布99

4.2.3 其他缺陷99

4.2.4 局部腐蚀99

4.3 基相的腐蚀101

4.3.1 基相的稳定性102

4.3.2 基相的腐蚀机理104

4.3.3 基相的腐蚀行为106

4.4 第二相的作用110

4.4.1 电偶效应110

4.4.2 阻挡作用110

4.4.3 综合影响112

4.5 杂质的作用116

4.5.1 存在形式116

4.5.2 腐蚀加速作用117

4.5.3 杂质容许极限118

4.5.4 可能的作用机理119

4.6 其他相与缺陷的作用120

参考文献121

第5章 特定因素加速的腐蚀122

5.1 电偶腐蚀122

5.1.1 电偶腐蚀行为123

5.1.2 电偶腐蚀倾向123

5.1.3 电偶腐蚀电流的分布124

5.1.4 电偶效应与负差异效应的协同作用127

5.1.5 阴阳极材料的影响129

5.1.6 阴阳极距离的影响131

5.1.7 腐蚀产物的影响133

5.1.8 电偶腐蚀的计算机模拟136

5.1.9 镁基复合材料的电偶腐蚀137

5.2 应力腐蚀139

5.2.1 应力腐蚀行为139

5.2.2 应力腐蚀过程分析146

5.3 腐蚀疲劳151

5.4 氧化154

5.5 磨蚀157

参考文献158

第6章 镁合金腐蚀的影响因素159

6.1 冶金因素159

6.1.1 合金化元素的影响159

6.1.2 杂质的影响172

6.1.3 微观结构与相组成的影响174

6.1.4 铸造缺陷176

6.1.5 其他处理缺陷179

6.2 环境因素的影响179

6.2.1 水溶液179

6.2.2 气体组分189

6.2.3 有机介质191

6.2.4 温度191

6.2.5 受力192

6.2.6 其他因素193

参考文献193

第7章 镁合金腐蚀的测量196

7.1 腐蚀测量的重要性196

7.2 常用的标准失重方法197

7.2.1 盐雾实验198

7.2.2 浸泡实验198

7.2.3 腐蚀产物清除199

7.3 电化学方法200

7.3.1 极化曲线200

7.3.2 交流阻抗203

7.4 析氢测量法209

7.4.1 原理209

7.4.2 装置211

7.4.3 可靠性与实用性212

7.5 电偶电流测量214

7.6 特殊测量方法216

7.6.1 亮度测量法216

7.6.2 溶液pH值显示法218

7.6.3 滴定法220

7.7 各种测量方法的比较222

参考文献223

第8章 镁合金腐蚀的防护策略与途径225

8.1 镁合金快速腐蚀的原因225

8.2 合理的应用设计227

8.2.1 使用环境的设计228

8.2.2 合适合金的选用228

8.2.3 构件的设计228

8.3 阴极保护抑制阳极过程229

8.4 提高耐蚀性230

8.4.1 惰性镁合金的可能性230

8.4.2 自钝性镁合金的可行性231

8.4.3 降低镁合金基相的腐蚀231

8.5 表面防腐232

8.5.1 镁合金表面层的调整233

8.5.2 表面保护层234

8.6 调整环境235

8.7 弱化与消除加速腐蚀因素235

参考文献236

第9章 提高镁合金耐蚀性的方法237

9.1 去除杂质的有害性237

9.1.1 高纯化238

9.1.2 杂质无害化238

9.2 合金化238

9.3 铸造239

9.3.1 压力铸造239

9.3.2 半凝固铸造240

9.4 锻造、挤压241

9.5 热处理242

9.6 快速凝固245

9.7 非晶化249

9.8 微晶化和纳米化250

9.9 气相沉积251

9.10 溅射253

参考文献254

第10章 镁合金的腐蚀防护技术255

10.1 环境调整256

10.1.1 水分256

10.1.2 pH值257

10.1.3 介质成分258

10.1.4 缓蚀剂258

10.2 表面清洗265

10.2.1 机械清理265

10.2.2 化学清洗266

10.3 表面调制267

10.3.1 离子注入267

10.3.2 激光表面处理268

10.3.3 热扩散269

10.3.4 其他275

10.4 金属层275

10.4.1 金属镀层275

10.4.2 气相沉积279

10.5 表面转化281

10.5.1 化学转化281

10.5.2 阳极氧化285

10.5.3 其他306

10.6 非金属涂覆层307

10.6.1 有机涂层307

10.6.2 其他312

参考文献312

第11章 防护技术的选择314

11.1 镁合金特性的保持314

11.2 与其他性能的兼容性315

11.3 防腐的有效性316

11.4 防腐措施的综合使用317

11.5 成本、环保与健康319

第12章 镁合金腐蚀与防护研究展望321

12.1 对镁合金腐蚀特性的总结321

12.1.1 腐蚀倾向321

12.1.2 电化学驱动力322

12.1.3 腐蚀阻力323

12.1.4 活性阳极324

12.1.5 氢去极化324

12.1.6 表面碱化325

12.1.7 复杂的相因素325

12.1.8 知之甚少的环境因素326

12.2 前景展望326

12.2.1 重要性的提升327

12.2.2 高效益低成本328

12.2.3 特殊应用中的腐蚀与防护329

12.2.4 腐蚀与防护的基础研究331

12.2.5 防腐表面技术的发展331

附录332

附表1 商用纯镁的品级与成分332

附表2 商用镁-铝合金成分334

附表3 商用镁-锂合金成分343

附表4 不含铝的商用镁合金成分344

附表5 典型镁合金的力学性能354

附表6 镁合金杂质容许极限357

附表7 压铸镁合金在标准盐雾条件（ASTM B-117）下10天的腐蚀情况357

附表8 镁及其合金发生应力腐蚀开裂的体系与条件357

附表9 镁在不同介质中的稳定性总结361

附表10 镁合金在距海洋80ft处大气中的平均腐蚀速度367

附表11 镁合金在距海洋800ft处大气中的平均腐蚀速度369

附表12 常用的镁合金加速腐蚀与模拟腐蚀实验方法371

附表13 常用的镁合金清洗与浸泡处理工艺条件与特点的比较372

附表14 镁合金碱清洗溶液与工艺条件（一）373

附表15 镁合金碱清洗溶液与工艺条件（二）373

附表16 镁合金酸洗溶液与条件373

附表17 镁合金常用化学转化处理特点374

附表18 一些镁合金铬酸盐处理的专利375

附图1 铬酸盐浸泡处理工艺流程376

附图2 稀铬酸盐浸泡处理工艺流程376

附图3 改性的铬酸盐浸泡处理工艺流程377

附图4 重铬酸盐处理工艺流程378

附图5 铬酐锰处理工艺流程378

附图6 硝酸铁浸泡处理工艺流程379

附图7 磷化处理工艺流程380

附图8 Dow 9阳极化处理工艺流程381

附表19 一些镁合金磷化处理的专利382

附图9 Dow 17阳极化处理工艺流程383

附图10 HAE阳极化处理工艺流程384

附图11 Cr-22阳极化处理工艺流程385

附表20 氢化处理工艺流程385

附表21 商用镁合金阳极化工艺386

附表22 一些镁合金阳极化专利387

附图12 镁合金上直接镀镍的工艺流程389

附表23 镁合金上直接碱性镀镍的工艺流程390

附图13 镁合金上浸锌镀铜的工艺流程390

附表24 镁合金浸锌镀铜前酸浸处理槽液、温度与时间390

附表25 镁合金浸锌镀铜前酸活化处理槽液、温度与时间391

附表26 镁合金浸锌镀铜前碱活化处理槽液、温度与时间391

附表27 镁合金浸锌处理的槽液、温度与时间391

参考文献391