Mg2Sn对镁合金耐腐蚀性能影响的计算分析与验证

目的 从计算角度分析镁合金中的主要析出相Mg2Sn对ZA系镁合金耐蚀性能的影响,并采用试验测试的方法对其进行验证.方法 利用第一性原理计算方法对Mg2Sn的表面能与功函数进行计算,通过与构建的Mg基体以及Zn、Al掺杂的Mg表面的表面能、功函数进行对比分析,分析Mg2Sn对ZA系镁合金耐蚀性能的影响.为了验证计算结果,制备Mg-5Zn-3Al-0Sn合金以及Mg-5Zn-3Al-3Sn合金,通过电化学实验对2 种合金的耐蚀性能进行对比分析,研究Mg2Sn对ZA系镁合金耐蚀性能的影响.结果 计算了Mg基体表面能与功函数,与其他成果计算结果的符合程度较好.对Mg2Sn不同表面的功函数进行计算,通过与Mg、Mg-Zn、Mg-Al 表面的计算结果进行对比,发现 Mg2Sn 的功函数均要更高.XRD 测试结果表明,制备的Mg-5Zn-3Al-3Sn 合金中有明显的 Mg2Sn 相.电化学测试结果表明,Mg-5Zn-3Al-0Sn 的耐蚀性能要好于Mg-5Zn-3Al-3Sn的耐蚀性能.结论 通过第一性原理计算发现,Mg2Sn的功函数高于Mg基体表面的功函数,说明在合金中易发生微电偶腐蚀,Mg2Sn充当阴极相促进Mg基体的腐蚀.电化学测试结果说明,当合金中存在明显的Mg2Sn相时,合金的耐蚀性能降低,腐蚀电位达到-1.21 V.