第9期 王萍等：Sn对MgA厂Sn~Zn系海水电池用镁阳极材料组织及电化学性能的影响 .1119. 续溶解使其不容易发生钝化.由于S加含量的增加， 得疏松多孔、易脱落 会使基体上S沉积层增多，这些活性点使钝化膜变 合金元素S的沉积层对镁合金阳极的活化有 b Spectrum 1 02468101214161820 Full Scale 358cts Cursor:0.000 keV E/keV ZnAl (d) Spectrum 1 Mg o CiSn 02468101214161820 Full Scale 5 700 cts Cursor:0.000 kev E/keV 图4腐蚀产物及去腐蚀产物后表面形貌及EDS分析.(a)腐蚀产物SM像：(b)腐蚀产物EDS谱；(c)去除腐蚀产物后SEM像：(d) 去除腐蚀产物后EDS谱 Fig 4 Surface topogmphy and EDS speetra of cormsion pmducts and the matri (a)SEM mnage of cormsion pmducts (b)EDS speetnm of corm- sion pmoduct (e)SEM inage after mmoving the comosion prducts (d)EDS spectnm afer rmoving the corrosion pmducts 两个作用.一个作用是合金元素沉积在点蚀孔中，阻 碍了腐蚀产物的附着，破坏了腐蚀产物层的结构，裸 露出Mg基体，这些裸的Mg基体作为活化点，将继 续溶解放电，另一个作用是可以影响镁合金阳极的 表面结构，隔离氧化物膜和腐蚀产物层，合金元素 Sn被Mg还原后，将紧贴Mg基体，Mg基体在合金 表面的最外层为氧化物膜和腐蚀产物层，氧化物膜 -3 Sn 3% Sn 1% 和腐蚀产物层与S沉积层的附着力不强，因此很容 Sn 2% -2.0-1.8-1.6-0.4-1.2-1.0 易脱落，而且S沉积层又会与Mg基体组成微电 EN 池，发生析氢反应 图5不同Sn含量的Taf曲线 2.3电化学性能测试 Fig 5 Tafel polarization curves at different tin con lents 2.3.1极化曲线测试 表1Tafl曲线拟合结果 图5是不同Sn含量的合金极化Tafelf曲线，表1 Tabl I E and of the alloys with different tn contents 为Tafelp曲线的拟合结果.从极化曲线及拟合结果 Sn质量分数% Eoon N Jcom /(mA.cn1) 可知，随着Sn含量的增大，自腐蚀电位E依次减 1 -1.4 3.1×10-2 小，自腐蚀电流依次增大，即腐蚀速率逐渐增 2 -1.45 1.0×10-1 大，由于随着高活性元素S含量增大，在海水腐蚀 今 -1.48 3.2×10-1 过程中，S在镁合金表面沉积下来，使得镁合金表 面难以生成完整连续的饨化膜，致使欧姆极化程度 2.3.2镁合金阳极电流效率及析氢率测试 降低，电化学活性提高，不容易发生钝化；并且随S 图6是不同含S量的单电流阶跃计时电位法 含量的增加，颗粒相MgSn含量增多，腐蚀原电池 测试图，表2为析氢量及放电效率计算结果，可以 数目增多，腐蚀速率提高， 看出，随着含Sn量的增加，放电电位及电流效率不第 9期 王 萍等： Ｓｎ对 Ｍｇ--Ａｌ--Ｓｎ--Ｚｎ系海水电池用镁阳极材料组织及电化学性能的影响 续溶解使其不容易发生钝化．由于 Ｓｎ含量的增加‚ 会使基体上 Ｓｎ沉积层增多‚这些活性点使钝化膜变 得疏松多孔、易脱落． 合 金元素Ｓｎ的沉积层对镁合金阳极的活化有 图 4 腐蚀产物及去腐蚀产物后表面形貌及 ＥＤＳ分析．（ａ） 腐蚀产物 ＳＥＭ像；（ｂ） 腐蚀产物 ＥＤＳ谱；（ｃ） 去除腐蚀产物后 ＳＥＭ像；（ｄ） 去除腐蚀产物后 ＥＤＳ谱 Ｆｉｇ．4 ＳｕｒｆａｃｅｔｏｐｏｇｒａｐｈｙａｎｄＥＤＳｓｐｅｃｔｒａｏｆｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓａｎｄｔｈｅｍａｔｒｉｘ：（ａ） ＳＥＭｉｍａｇｅｏｆｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓ；（ｂ） ＥＤＳｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｃｏｒｒｏ- ｓｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔ；（ｃ） ＳＥＭｉｍａｇｅａｆｔｅｒｒｅｍｏｖｉｎｇｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓ；（ｄ） ＥＤＳｓｐｅｃｔｒｕｍａｆｔｅｒｒｅｍｏｖｉｎｇｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓ 两个作用．一个作用是合金元素沉积在点蚀孔中‚阻 碍了腐蚀产物的附着‚破坏了腐蚀产物层的结构‚裸 露出 Ｍｇ基体．这些裸的 Ｍｇ基体作为活化点‚将继 续溶解放电．另一个作用是可以影响镁合金阳极的 表面结构‚隔离氧化物膜和腐蚀产物层．合金元素 Ｓｎ被 Ｍｇ还原后‚将紧贴 Ｍｇ基体‚Ｍｇ基体在合金 表面的最外层为氧化物膜和腐蚀产物层．氧化物膜 和腐蚀产物层与 Ｓｎ沉积层的附着力不强‚因此很容 易脱落‚而且 Ｓｎ沉积层又会与 Ｍｇ基体组成微电 池‚发生析氢反应． 2∙3 电化学性能测试 2∙3∙1 极化曲线测试 图5是不同 Ｓｎ含量的合金极化 Ｔａｆｅｌ曲线‚表1 为 Ｔａｆｅｌ曲线的拟合结果．从极化曲线及拟合结果 可知‚随着 Ｓｎ含量的增大‚自腐蚀电位 Ｅｃｏｒｒ依次减 小‚自腐蚀电流 Ｊｃｏｒｒ依次增大‚即腐蚀速率逐渐增 大．由于随着高活性元素 Ｓｎ含量增大‚在海水腐蚀 过程中‚Ｓｎ在镁合金表面沉积下来‚使得镁合金表 面难以生成完整连续的钝化膜‚致使欧姆极化程度 降低‚电化学活性提高‚不容易发生钝化；并且随 Ｓｎ 含量的增加‚颗粒相 Ｍｇ2Ｓｎ含量增多‚腐蚀原电池 数目增多‚腐蚀速率提高． 图 5 不同 Ｓｎ含量的 Ｔａｆｅｌ曲线 Ｆｉｇ．5 Ｔａｆｅｌｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｉｎｃｏｎｔｅｎｔｓ 表 1 Ｔａｆｅｌ曲线拟合结果 Ｔａｂｌｅ1 ＥｃｏｒｒａｎｄＪｃｏｒｒｏｆｔｈｅａｌｌｏｙｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｉｎｃｏｎｔｅｎｔｓ Ｓｎ质量分数／％ Ｅｃｏｒｒ／Ｖ Ｊｃｏｒｒ／（ｍＡ·ｃｍ－1） 1 －1∙4 3∙1×10－2 2 －1∙45 1∙0×10－1 3 －1∙48 3∙2×10－1 2∙3∙2 镁合金阳极电流效率及析氢率测试 图 6是不同含 Ｓｎ量的单电流阶跃计时电位法 测试图‚表 2为析氢量及放电效率计算结果．可以 看出‚随着含 Ｓｎ量的增加‚放电电位及电流效率不 ·1119·