Page 49 - 《摩擦学学报》2020年第4期

第 4 期 蒲建, 等: 极化作用对6082铝合金在3.5%NaCl溶液中微动腐蚀行为的影响 459

Referrence electrode
(Saturated KCl)
Load Fretting direction

Auxiliary
Ball holder electrode CHI660E
(platinum)
Si 3 N 4 ball
6082 alloy
Electrolyte
Base
Working electrode
(6082 aluminum alloy)
Sample holder

Fig. 1 Schematic diagram of fretting-corrosion apparatus.
图 1 微动腐蚀试验机示意图

固连；驱动连杆由压电陶瓷驱动器驱动；加载模块通 磨损体积. 使用扫描电镜(JSM 7800F)对样品进行微观
过连杆施加垂直向下的载荷；另附加三电极系统用以 形貌观察. 利用XPS(ESCALAB 250Xi)对磨损表面进
进行电化学条件控制与测试. 行成分分析.
1.2.2 试验参数
2 结果与讨论
试验在3.5%NaCl(质量分数)溶液中进行，样品与
对摩副采用球-平面接触方式，样品固定不动，对摩球 2.1 极化曲线及开路电位
进行水平平移式往复微动. 在每次试验前，先将样品 图2为在载荷20 N、位移幅值为50 μm工况下，微
在溶液中浸泡10 min. 试验载荷为20 N，频率5 Hz，位
动前、微动过程中以及微动后开路电位随时间变化的
移幅值为10~50 μm，微动次数为3万次，测试时间6 000 s，
曲线. 在微动开始前，先将样品在溶液中稳定600 s，可
试验温度为室温(25 ℃)，并记录每个循环中的位移幅
以看到在此阶段开路电位随着时间延续从−0.81 V正
值与对应的切向力.
移到约−0.76 V，这主要是由于表面生成了腐蚀产物
研究所用的电化学测试方法主要包括tafel曲线测
膜，使得表面电化学活性降低. 微动开始，电位迅速负
试和外加电位极化测试，采用辰华CHI660电化学工作
移至约−0.92 V，之后逐渐动态稳定在−0.88 V附近，微
站，三电极体系进行测试，参比电极为饱和甘汞电极，
动结束后，开路电位迅速正移，并逐渐恢复到微动前
辅助电极为铂电极，工作电极为6082铝合金. Tafel曲
的水平. 可以看出，微动磨损迅速改变试样表面状态，
线测试在静态(未进行微动)以及微动状态下进行，扫
描范围为−1.0 ~ −0.2 V，速率为0.001 V/s. 选取的外加 破坏了样品表面的钝化膜及腐蚀产物膜，使得材料表
电位分别为−1.0、−0.9、−0.8、−0.7和−0.6 V，外加电位 面电化学活性增加，当微动结束后，钝化膜及腐蚀产
极化测试与磨损试验同时进行，并记录每个时刻对应
−0.70
的电流. 详细的试验参数列于表2中.
−0.75 Fretting starts
Open circuit potential/V
微动腐蚀试验结束后，用去离子水冲洗样品表
面，并将样品烘干供后续分析测试. 主要采用BRUKER −0.80 Fretting finishes
白光干涉仪(型号：Contour GT-X 3D)测量磨痕轮廓及 −0.85

表 2 微动腐蚀测试参数 −0.90
Table 2 Fretting corrosion test parameters −0.95

Parameter Specification −1.00
Load/N 20 0 1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000 7 000
Time/s
Applied Potential/V −1.0，−0.9，−0.81，−0.7，−0.6

Frequency/Hz 5 Fig. 2 Open-circuit potential curve of 6082 aluminum alloy
Displacement amplitude/μm 10~50 in 3.5% NaCl solution
Cycle Numbers/ Test duration/s 30 000/6 000 图 2 6082铝合金在3.5% NaCl溶液开路电位曲线