第1期 梁平等：氯化镧对2024铝合金缝隙腐蚀的缓蚀作用 53. 100 120 --a0 g.L-LaCL·海水 (a 一a0gLLa4C海水b向) -bIgL4Lad,海水 80 -b.I g-L-LaCl海水 100 *-c2 g-L-LaCL海水 --e2gL4LCL+海水 -d3gL4海水 80 d3 g-L-LaC]·海水 60 ◆e4gL【C,海水 e4gl.4LCL·海水 .b 60 d 40 d 40 0 b 20 20 40 60 80 100 10310310110910110910心10910 Re Z/kQ.cm) 频率Hz 图32024铝合金在不同氯化钢浓度下的海水中的电化学阻抗.(a)奈奎斯特图：(b)波特图 Fig 3 Elctrochemn ical inpedance spectroscopy of 2024 ahm num alby in seawaterw ith various concentrations of LaCh:(a)Nyquist (b)Bode 海水十4.0 g L LaCk溶液中浸泡一段时间后的腐 蚀产物膜进行了观察，其测试结果如图6所示 b 图4 Nyqusit图的等效电路 Fig 4 Equivalent circuit used to fit the Nyquist data 450 200 10 400 --R 1010 /pm 10 350 R 160 300 d R 120 200- 150 80 100 E100 0 23 4 5 LaCL,质量浓度gL- 10 图5LaCk浓度对2024铝合金在海水中腐蚀产物膜电阻和电荷 转移电阻的影响 图62024铝合金在含氯化镧的海水中浸泡后缝隙腐蚀的原子 Fig 5 Effeets of LaCk concentration on the corrosion product fim 力图像.(a)海水，缝隙外；(b)海水，缝隙内：(c)4gL氯化 resistance and charge-transfer resistance of 2024 akm inmn alloy n 镧十海水，缝隙外：(d)4gL氯化镧十海水，缝隙内 seaw aler Fig6 AFM mages of crevice cormsion of 2024 alm inum alloy afer mmersion (a)outside the crevice in seawater (b)inside the crev- LaCk浓度的增加而逐渐完整致密，这一点从 ice in seawater (c)outside the crevice in 4.0g L LaC h +seawa 图3(b)中相位角的变化也可以看出.当海水中加 tet (d)insie the crevice in 4.0g L LaCk+seawater 入LaCk以后，高频区的相位角改变较大，预示着腐 蚀产物膜的形成导致了复杂的界面结构，缓蚀剂浓 图6(a)和图6(b)分别为2024铝合金在海水 度不同，电极界面结构的改变程度也不同，膜的生长 中缝隙外和缝隙内的微观形貌，从图中可以看出， 情况也不相同).同时，电荷转移电阻R随LaCk 缝隙外出现了明显的腐蚀坑，缝隙内的腐蚀产物膜 浓度的增大也逐渐增大，这是由于生成的逐渐致密 表面也凸凹不平，类似于台阶状分布，该结果表明， 的钝化膜增加了电荷传递阻力，减缓了缝隙腐蚀 缝隙内、外生成的腐蚀产物膜的均匀性和致密性均 行为 较差，且两者差别较大，与之相比，当海水中加入 2.4缝隙内、外的腐蚀产物形貌 LaCk后，缝隙外的腐蚀产物膜（图6(c)较为平整， 从极化曲线和交流阻抗分析可知，LaCk使 缝隙内的腐蚀产物膜（图6(d))虽然局部有所起 2024铝合金在海水中的腐蚀产物膜出现差异，因 伏，但总体仍然均匀一致，这表明LCk使缝隙内、 此，实验采用原子力显微镜对2024铝合金在海水及 外形成了均匀致密的腐蚀产物膜，这层性能良好的第 1期 梁 平等： 氯化镧对 2024铝合金缝隙腐蚀的缓蚀作用 图 3 2024铝合金在不同氯化镧浓度下的海水中的电化学阻抗．（ａ） 奈奎斯特图；（ｂ） 波特图 Ｆｉｇ．3 Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｉｍｐｅｄａｎｃｅｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙｏｆ2024ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｉｎｓｅａｗａｔｅｒｗｉｔｈｖａｒｉｏｕｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆＬａＣｌ3：（ａ） Ｎｙｑｕｉｓｔ；（ｂ） Ｂｏｄｅ 图 4 Ｎｙｑｕｓｉｔ图的等效电路 Ｆｉｇ．4 ＥｑｕｉｖａｌｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔｕｓｅｄｔｏｆｉｔｔｈｅＮｙｑｕｉｓｔｄａｔａ 图 5 ＬａＣｌ3浓度对 2024铝合金在海水中腐蚀产物膜电阻和电荷 转移电阻的影响 Ｆｉｇ．5 ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＬａＣｌ3 ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｆｉｌｍ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｃｈａｒｇｅ-ｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆ2024ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙｉｎ ｓｅａｗａｔｅｒ ＬａＣｌ3 浓 度 的 增 加 而 逐 渐 完 整 致 密‚这 一 点 从 图 3（ｂ）中相位角的变化也可以看出．当海水中加 入ＬａＣｌ3以后‚高频区的相位角改变较大‚预示着腐 蚀产物膜的形成导致了复杂的界面结构‚缓蚀剂浓 度不同‚电极界面结构的改变程度也不同‚膜的生长 情况也不相同 ［8］．同时‚电荷转移电阻 Ｒｃｔ随 ＬａＣｌ3 浓度的增大也逐渐增大‚这是由于生成的逐渐致密 的钝化膜增加了电荷传递阻力‚减缓了缝隙腐蚀 行为． 2∙4 缝隙内、外的腐蚀产物形貌 从极化曲线和交流阻抗分析可知‚ＬａＣｌ3 使 2024铝合金在海水中的腐蚀产物膜出现差异．因 此‚实验采用原子力显微镜对 2024铝合金在海水及 海水 ＋4∙0ｇ·Ｌ －1ＬａＣｌ3溶液中浸泡一段时间后的腐 蚀产物膜进行了观察‚其测试结果如图 6所示． 图 6 2024铝合金在含氯化镧的海水中浸泡后缝隙腐蚀的原子 力图像．（ａ）海水‚缝隙外；（ｂ）海水‚缝隙内；（ｃ）4ｇ·Ｌ－1氯化 镧 ＋海水‚缝隙外；（ｄ）4ｇ·Ｌ－1氯化镧 ＋海水‚缝隙内 Ｆｉｇ．6 ＡＦＭｉｍａｇｅｓｏｆｃｒｅｖｉｃｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｏｆ2024ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙａｆｔｅｒ ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ：（ａ） ｏｕｔｓｉｄｅｔｈｅｃｒｅｖｉｃｅｉｎｓｅａｗａｔｅｒ；（ｂ） ｉｎｓｉｄｅｔｈｅｃｒｅｖ- ｉｃｅｉｎｓｅａｗａｔｅｒ；（ｃ） ｏｕｔｓｉｄｅｔｈｅｃｒｅｖｉｃｅｉｎ4∙0ｇ·Ｌ－1ＬａＣｌ3＋ｓｅａｗａ- ｔｅｒ；（ｄ） ｉｎｓｉｄｅｔｈｅｃｒｅｖｉｃｅｉｎ4∙0ｇ·Ｌ－1ＬａＣｌ3＋ｓｅａｗａｔｅｒ 图 6（ａ）和图 6（ｂ）分别为 2024铝合金在海水 中缝隙外和缝隙内的微观形貌．从图中可以看出‚ 缝隙外出现了明显的腐蚀坑‚缝隙内的腐蚀产物膜 表面也凸凹不平‚类似于台阶状分布．该结果表明‚ 缝隙内、外生成的腐蚀产物膜的均匀性和致密性均 较差‚且两者差别较大．与之相比‚当海水中加入 ＬａＣｌ3后‚缝隙外的腐蚀产物膜 （图 6（ｃ））较为平整‚ 缝隙内的腐蚀产物膜 （图 6（ｄ））虽然局部有所起 伏‚但总体仍然均匀一致．这表明 ＬａＣｌ3 使缝隙内、 外形成了均匀致密的腐蚀产物膜‚这层性能良好的 ·53·