引言
7075铝合金是一种冷处理锻压合金，具有良好机械性能，耐磨性好，可使用性好，易于加工，适用于制造飞机蒙皮、梁翼、长椼条、隔框、起落架以及液压系统等，也用于其他要求高强度和良好耐蚀性的高应力结构部件［1］。7075铝合金为Al-Zn-Mg-Cu系高强度超硬型合金［2］，其第二相较多，而且和铝基体的电极电位相差较大，容易发生电化学腐蚀。7075铝合金加工过程中，往往注入水基切削液优化加工过程［1］，此材料加工过程中不断产生新生表面，化学活性高，与环境介质水、空气等接触，形成原电池致使材料表面受到腐蚀。如暴露在大气中的铝合金表面逐渐地由光亮变暗、灰白，甚至变黑(在污染的大气中)［3］。如果7075铝合金材料的腐蚀不加以控制，会影响制品质量，所以研究其缓蚀剂有重要意义。
1实验部分
1．1实验试剂及仪器
钼酸铵，多聚磷酸钠，三聚磷酸钠，琥珀酸钠，草酸钠，柠檬酸钠;数显恒温水浴锅，CHI660D电化学工作站。
1．2液相半浸腐蚀试验
按GB/T6144-2010标准，将药品配置成所需浓度的溶液;打磨7075铝合金试片，用无水乙醇清洗吹干。将制备的铝片部分浸于被测液中，用表面皿盖好，移至恒温到(55±2)℃的水浴锅中进行实验。4h后，取出铝片，用蘸取无水乙醇的脱脂棉擦拭铝片表面，对比浸泡和未浸泡试片的颜色，确定腐蚀等级。判断标准:A级为无锈，光泽如新;B级为轻微变暗;C级为中度变暗;D级为严重变暗［4］。
1．3极化曲线测试
采用CHI660D电化学工作站测试极化曲线。首先将线路连成闭合回路，然后打磨7075铝合金片，用无水乙醇擦拭表面，吹干，置于温度恒定的待测液中，稳定10min后，开始测其极化曲线。辅助电极为铂电极，参比电极为饱和甘汞电极，工作电极为7075铝合金试片。测量在开路电位下进行，扫描速率10mV/s，扫描范围是600mV，即φ开±300mV。
2结果与讨论
2．1液相半浸腐蚀实验
7075铝合金试片在不同质量分数的缓蚀剂溶液中耐腐蚀试验，结果列于表1、表2。表1表明，在一定的质量分数范围内，随着钼酸铵添加量的增多，缓释效果变好，当质量分数达到0．3%时，铝合金表面光泽如新;多聚磷酸钠、三聚磷酸钠质量分数为0．05%时缓释效果很好，但随着其质量分数增大，缓释效果变差。表2表明，有机酸缓蚀剂在试验的质量分数范围内，随着琥珀酸钠、柠檬酸钠和草酸钠质量分数的增加，缓释效果均有所提高。当质量分数达到0．75%时，铝合金表面光泽如新，无宏观腐蚀。但是草酸钠添加量不足时，铝合金表面的腐蚀反而加重。
2．2极化曲线
采用测定极化曲线的方法分析缓蚀剂对7075铝合金缓蚀的影响。2．2．1无机酸盐缓蚀剂极化曲线缓蚀溶液中钼酸铵质量分数对7075铝合金缓蚀影响如图1所示。由图1可以看出，随着钼酸铵添加量的增多，金属的腐蚀电位发生了正移，金属离子要克服更大的势垒才能从金属表面转入到溶液中，使金属的腐蚀大大减缓［5］。说明钼酸铵可以改善缓释效果，而且在一定质量分数区间内，随着添加的增多，缓释效果变好。添加钼酸铵的溶液较空白溶液腐蚀电位向正方向移动，说明钼酸铵是一种阳极型缓蚀剂，可抑制阳极反应。缓蚀溶液中多聚磷酸钠质量分数对7075铝合金缓蚀的影响如图2所示。由图2可以看出，添加多聚磷酸钠后，腐蚀电位负移，腐蚀电流密度减小，腐蚀速率降低。说明多聚磷酸钠是一种阴极型的缓蚀剂，可抑制阴极反应。缓蚀溶液中三聚磷酸钠质量分数对7075铝合金缓蚀的影响如图3所示。由图3可以看出，添加三聚磷酸钠后的极化曲线比空白溶液的极化曲线腐蚀电流密度小，腐蚀速率降低;腐蚀电位负移，说明三聚磷酸钠是一种阴极型的缓蚀剂，可抑制阴极反应。2．2．2有机酸盐缓蚀剂极化曲线缓蚀溶液中琥珀酸钠质量分数对7075铝合金缓蚀的影响如图4所示。由图4可以看出，添加琥珀酸钠后极化曲线的腐蚀电位正移，而且极化曲线的阳极部分比阴极部分正向移动程度大，说明琥珀酸钠是一种阳极型缓蚀剂，可抑制阳极反应。随着添加量的增加，腐蚀电流密度变小，腐蚀速率变低，说明添加琥珀酸钠可以改善缓蚀效果，而且一定质量分数区间内，添加越多，缓蚀效果越好。这与半浸腐蚀试验的结果一致。缓蚀溶液中柠檬酸钠质量分数对7075铝合金缓蚀的影响如图5所示。由图5可以看出，添加柠檬酸钠后的极化曲线比空白溶液的极化曲线腐蚀电流密度小，腐蚀速率降低。添加柠檬酸钠后阴极部分的电流明显减小，腐蚀电位负移，说明柠檬酸钠是一种阴极型的缓蚀剂，可抑制阴极反应。缓蚀溶液中草酸钠质量分数对7075铝合金缓蚀的影响如图6所示。由图6可以看出，添加草酸钠后，极化曲线的腐蚀电位正移，说明草酸钠是阳极型缓释剂。当添加质量分数为0．25%时，不能充分覆盖阳极表面，暴露在介质中的阳极面积小于阴极面积，形成小阳极大阴极的腐蚀电池，反而加剧了金属的腐蚀，故又可称“危险型缓蚀剂”［5］。当质量分数超过0．50%，随着添加量的增多，腐蚀电流密度越来越小，腐蚀速率越来越低。综上所述，极化曲线的结果与半浸腐蚀试验的结果一致。
3结论
1)本文研究的六种缓蚀剂对7075铝合金均有一定的缓蚀性。2)由半浸腐蚀试验的结果得出，钼酸铵质量分数低于0．3%时，可达到完全抑制腐蚀的效果;多聚磷酸钠、三聚磷酸钠在质量分数为0．05%可完全达到抑制腐蚀的效果，但随着添加量的增加，缓释效果变差。3)由半浸腐蚀试验结果与极化曲线测试结果得出，缓蚀剂在一定质量分数范围内，随着质量分数的增加，琥珀酸钠、柠檬酸钠和草酸钠缓释效果变好，当质量分数达到0．75%时，可完全抑制腐蚀。但是草酸钠添加量不足时，反而会加剧腐蚀。4)几种缓释剂极化曲线测试结果与半浸腐蚀试验的结果基本一致，极化曲线可以作为研究7075铝合金缓蚀剂缓释作用的手段之一。
作者：李广宇 张芒芒 王巍 单位：沈阳理工大学 沈阳鹿森润滑技术有限责任公司 辽沈工业集团有限公司
