AZ31镁合金的腐蚀性能研究+文献综述(2)
Mg → Mg2+ + 2e- (阳极反应) (2)
2H2O + 2e- → H2 + 2OH- (阴极反应) (3)
Mg2 + + 2OH- →Mg (OH)2 (腐蚀产物) (4)
镁金属在腐蚀介质中出现的一个特殊现象，为负差异效应[1]。电化学腐蚀反应分为阳极过程和阴极过程，正常情况下，对于氧化反应，电位变正时，晶格中的原子具有更高能量，容易离开金属表面进入溶液，即阳极活化能下降，还原反应则相反，活化能升高，阴极反应速率减小。所以在外加阳极电流或电位的条件下，随外加电势的提高或外电流密度的增大，阳极反应速率增加，阴极反应速率减小。对于大多数金属(如钢铁和Zn)，在酸性环境中电势正移，就会导致阳极的溶解速率增加, 同时阴极析氢减小。然而，Mg的析氢行为与Fe和Zn的析氢行为不同，随着电势正移，析氢反而加速。
负差数效应产生原因不能以简单的动力学过程加以解释。腐蚀界曾经提出过以下分析：（1）Mordike [4]等认为，金属的阳极极化使金属的表面状况同极化前相比有了剧烈的改变，而这种改变又恰好能使金属的自腐蚀速度剧烈增加，这时就出现了负差数效应。（2）李瑛等[5]提出了部分膜保护机制认为阳极电流改变了膜层的结构，导致实际腐蚀界面增加，这种观点从微观角度对镁合金的负差数效应给出了更为合理的解释。（3）还有些理论认为镁在一些腐蚀介质中阳极溶解的直接产物是低价Mg+离子，然而溶于腐蚀介质中的Mg+离子可通过化学反应的途径被氧化为更高价数的最终产物Mg2+，在这种情况下，如果按形成最终产物的价数来应用法拉第定律以外测阳极电流密度计算金属阳极溶解速度，就会得出金属的实际失重结果远大于按法拉第定律计算所得的失重结果，从而得到表观上看起来是负差数效应。对于负差数效应还有其他的理解，但是都各有其局限性，不能完全解释试验事实。
1.2 镁合金应用及研究意义
镁合金在航空航天工业、军工领域、交通领域（包括汽车工业、飞机工业、摩托车工业、自行车工业等）、3C领域等都有广泛的应用[6-8]。
镁合金的吸噪、减震、防辐射等特点可满足航空航天等的要求，镁合金的轻质可改善飞行器气体动力学性能和显著减轻结构重量。
在军工方面需要镁合金板材以提高结构件强度，减轻装备重量，提高武器命中率。由于镁及镁合金耐冲击，如果能够开发出与铝合金耐蚀性能相当的镁合金，则其在兵器等各种军用领域将有着广阔的应用前景。如照明弹用镁粉、穿甲弹用高比强度镁合金弹托材料，以及可用变形镁合金制造的战术航空导弹舱段、副翼蒙皮、壁板和雷达、卫星上用的镁合金井字梁、相机架和外壳等零件。
镁合金汽车零件的好处可简单归纳为：（1）密度小，可减轻整车重量，间接减少燃油消耗量；（2）镁比强度高于铝合金和钢，比刚度接近铝合金和钢，能承受一定负荷；（3）镁具有良好的铸造性和尺寸稳定性，容易加工，废品率低；（4）镁具有较高阻尼系数，减振量大于铝合金和铸铁，用于壳体可降低噪声，用于座椅、轮圈可以减少振动，提高汽车的安全性和舒适性。
虽然镁及镁合金具有一系列的优点，但是镁的化学性质活泼。平衡电位很低, 较易失去电子而发生氧化反应，其耐腐蚀性能很差。并且镁合金自然形成的氧化膜疏松多孔，对基体的保护能力较差，不适用于大多数的腐蚀性环境。镁合金的这些缺点严重制约了其应用，如何解决镁合金的腐蚀问题，提高镁合金的耐蚀性是全球研究的重要课题[8]。