腐蚀试验中锌锰的钝化

已知锌-锰合金在表面上形成氧化锰层后具有出色的耐腐蚀性。我们使用不含铵的氯化物基弱酸性电解液3沉积了含约20％锰的锌锰合金。

当镀有该合金的零件暴露于室外气候条件（海水或城市环境）时，会形成棕色的氧化锰层。此后，此方面保持不变，并且无法观察到进一步的腐蚀，与纯锌相比，可提供更好的保护。图1显示了在户外暴露30个月后电镀锌锰的零件。在室外暴露部分旁边，显示了另一部分，该部分镀有相同的锌锰合金，然后进行了盐雾腐蚀试验。在这种情况下，形成了大量的白色腐蚀产物，与纯锌镀层零件上的白色锈蚀相当。像纯锌一样，通过正确选择后处理（三价钝化剂，密封剂），可以大大提高锌锰的耐腐蚀性。然而，为了阐明在不同条件下形成腐蚀产物的机理，我们在小钢带上镀了锌锰，并使其经受了标准的盐雾腐蚀试验和循环气候腐蚀试验。然后通过SEM对样品进行冷冻断裂后的研究。

图1-在不同的腐蚀试验条件下锌锰合金的腐蚀产物

图像显示了盐雾腐蚀试验后大量的粗颗粒腐蚀产物，而循环气候腐蚀试验的样品呈现出光滑的表面。对不同沉积物进行了EDX表面分析，以确定腐蚀产物中的金属比例。令人惊讶的是，盐雾腐蚀试验样品中的金属比为Zn 91 Mn 9，而气候试验样品中的金属比为Zn 67 Mn 33。原始沉积物的成分为Zn 82 Mn 18。因此，锰会因循环腐蚀而富集，并在盐雾腐蚀试验中耗尽（图2）。一个明显的解释是，在永久潮湿的环境中，腐蚀导致Mn（II）盐易溶，因此在测试条件下会被洗掉。如果允许样品在循环气候腐蚀试验的一个阶段中干燥，则Mn（II）物种会形成不溶的氧化锰，从而在表面形成致密的保护膜。此处显示的是腐蚀试验条件的改进，可以更真实地反映使用中的零件的腐蚀情况。

图2-来自不同腐蚀试验的腐蚀产物的SEM图像。

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