[发明专利]一种测定镁或镁合金腐蚀速率的方法及专用实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种测定镁或镁合金腐蚀速率的方法及专用实验装置，能方便地通过收集并测定腐蚀过程中释放氢气的量和速率来计算镁及镁合金的腐蚀速率，适用于对镁及镁合金腐蚀行为的研究。

背景技术

镁是最轻的金属之一，其密度只有1.7g/cm³。镁合金具有高的比刚度和比强度，因此在当前节能降耗的国际背景下，被越来越多的应用于汽车运输、电子、航空航天工业。此外，镁在地球上的储量十分丰富，在地壳中的含量约能占到2.7％，海水中含量约0.13％。中国是世界上镁资源最丰富的国家之一，因此我国镁工业的发展具有巨大潜力与前景。然而，镁的化学活泼性决定了镁的耐蚀性很差，在各种应用环境中有可能因为腐蚀问题而影响镁合金的应用效果或寿命，还会因此大大提高镁合金的应用成本，可以说腐蚀问题是制约镁在各领域应用的关键问题之一。因此研究镁合金的耐蚀问题是当今材料科学工作者的一个热门课题。

腐蚀速度是衡量材料耐蚀性的重要指标，镁合金的腐蚀速率是评价镁合金耐腐蚀性能的主要依据，也是镁合金应用设计中不可缺少的数据。因此，测定镁合金腐蚀速率具有重要意义。

失重法是目前应用最普遍的测定镁合金腐蚀速率的方法，即将镁合金试样浸泡于腐蚀介质中一定时间后取出，然后清除表面腐蚀产物后测量试样失重。通过试样失重速率ΔW(mg/cm²/day)再转换成年平均腐蚀速率P_W(mm/year)：

P_W＝2.10ΔW                    (1)

失重法一般被认为是最基本最可靠的腐蚀速率评价手段。通常被用作标准衡量其他测量方法的可靠性。然而，失重法存在下述不足之处：

(1)失重法只能测得整个浸泡时间内的平均腐蚀速率，而无法监测到浸泡过程中的瞬时实时的腐蚀速度，不便于了解镁合金的腐蚀过程。例如，如果想了解某镁合金腐蚀速率随浸泡时间的变化情况，只能采用多个试样分别浸泡不同的时间，这样一方面会大大增加实验工作量，另一方面实验结果还会受到试样个体差异的影响，实验结果可靠性会受到影响。

(2)由于受到腐蚀引起重量的变化的限制，测量微小的腐蚀量时，灵敏度低。

(3)由于用失重法需要清除掉腐蚀产物，在清除腐蚀产物过程中不可避免会去掉一部分未被腐蚀的镁金属，从而影响计算腐蚀速率的可靠性。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种测定镁或镁合金腐蚀速率的方法，既能获得平均腐蚀速率，同时又能监测到瞬时腐蚀速率，通过收集并测定镁合金腐蚀过程中氢气释放速率转化成瞬时腐蚀速率，能够获取腐蚀过程中更多有用信息，而且，灵敏度高。

本发明的另一个目的是提供一种用于测定镁或镁合金腐蚀速率的专用实验装置。

本发明通过下述技术方案实现：

一种测定镁或镁合金腐蚀速率的方法，其特征在于，包括下述步骤：将漏斗倒扣于盛有腐蚀介质的容器中，将镁金属或镁合金试样悬挂于漏斗内部，漏斗尾端再倒扣一滴定管，滴定管口低于腐蚀介质的液面；对滴定管内部抽真空并将溶液吸至滴定管的最高刻度处，之后将滴定管密封，镁金属或镁合金试样腐蚀产生的氢气以气泡形式由漏斗进入到滴定管液面之上的空间，造成滴定管中的液面下降，通过液面下降的刻度变化得出试样单位表面积、单位腐蚀时间产生氢气的量V_H，计算镁金属或镁合金的瞬时腐蚀速率P_H＝2.279 V_H或平均腐蚀速率P_AH＝2.279V_TH式中：V_TH为氢气平均析出速率。

一种上述测定镁或镁合金腐蚀速率的方法所使用的专用实验装置，其特征在于，由滴定管、漏斗和腐蚀液体容器组成，所述腐蚀液体容器内倒置有漏斗，所述漏斗尾端倒扣有滴定管，试样放置在倒置的漏斗内，滴定管口低于烧杯中腐蚀溶液的液面。

本发明具有下述技术效果：

(1)本发明的方法既能获得一段腐蚀浸泡时间内镁金属或镁合金的平均腐蚀速率，同时又能监测到瞬时腐蚀速率，可以在一个试样上测得连续的腐蚀量与时间的关系曲线，能够获取腐蚀过程中更多有用信息。

(2)本发明的方法通过收集并测定镁金属或镁合金腐蚀过程中氢气释放速率来获得腐蚀速率，由于同样腐蚀量的镁金属释放氢气的体积比较大，而引起重量的变化相对小得多，因此，测量同一微小的腐蚀量，量气比称重灵敏度更高。