熔覆层的电化学腐蚀行为

非晶合金的组织结构与常规晶体存在显著差异，它没有晶界、位错、层错等结构缺陷，原子结构长程无序、短程有序，呈现出各向同性的均匀性，这使非晶合金体现出了优异的耐腐蚀性能。为了解激光熔覆制备的FeCo BSi CNb非晶复合涂层的耐腐蚀性能，对熔覆层在3.5%NaCl溶液中进行了电化学腐蚀试验。

图4-40为室温时激光熔覆涂层与基体在3.5%NaCl溶液中的动电位极化曲线。采用Tafel直线外推法［135］，可得出熔覆层和基体的腐蚀电流，其相应的电化学参数如表4-8所示。由图4-40可见，基体和熔覆层的阴极反应可归为吸氧反应，两者的阴极反应差别不大，其腐蚀过程主要受阳极反应控制。与基体相比较，当进入阳极区后，熔覆层能够显著地抑制阳极反应活性，从而明显地降低熔覆层的腐蚀速率。从表4-8可以看到，基体的自腐蚀电位为-0.625V，腐蚀电流为（10.3±1.24）×10-6A/cm2，基体表面经过激光熔覆非晶涂层后，自腐蚀电位正移至-0.526V，腐蚀电流则显著降低至（4.3±0.11）×10-6A/cm2。通常，腐蚀电位的高低与材料的化学成分和组织结构有关，高的腐蚀电位表明其具有较高的化学稳定性和较低的腐蚀倾向性。由此可见，在腐蚀热力学上，熔覆层的化学成分耐腐蚀性优于基体成分。但是要低于类似成分的大块非晶的腐蚀电位，说明了成分的微调，会影响其腐蚀的倾向性。动电位极化曲线测试结果表明：致密完整的熔覆层可明显地降低基体的腐蚀速率，提高其耐腐蚀性能。

图4-40 熔覆层和基体在3.5%NaCl溶液中的动电位极化曲线

表4-8 基体、熔覆层和类似成分的大块非晶玻璃的腐蚀电位与腐蚀电流

图4-41是熔覆层和基体在3.5%NaCl溶液中的电化学阻抗谱。当给电化学系统施加一个频率不同的交流电势后，系统的阻抗值便会随着电势的频率变化而变化，在低频位置时阻抗的大小可以反映系统的耐腐蚀性。通常，系统的阻抗值越大，说明材料的耐腐蚀性能越优越。从图4-41可以得出，在低频范围内，基体|Z|f→0值在104数量级，而熔覆层的|Z|f→0值在105数量级以上，要高于基体的一个数量级，说明熔覆层能显著提高基体的耐腐蚀性。

图4-41 熔覆层和基体在3.5%NaCl溶液中的Bode图谱

通过对熔覆层、基体的电化学测试与类似化学成分的大块非晶材料的耐腐蚀性能相比较，可以发现，熔覆层的耐腐蚀性要优于基体，但劣于与熔覆层具有类似化学成分的大块非晶，这不仅与化学成分和比例的差异相关，还与熔覆层的组织结构有关。根据第4章的对熔覆层的结构的分析可知，熔覆层的组织的分布特征是：NbC颗粒相弥散的镶嵌在非晶相中。而大块非晶的组织特点是单一的、均匀的非晶相，而且在腐蚀溶液中容易形成钝化膜，可以有效地提高耐蚀性能特别是抗氯离子的点蚀能力。本研究中的熔覆层同时存在晶体相（NbC颗粒相）和非晶相，晶体和非晶体相链接的部位属于晶界活性点，是抗腐蚀的薄弱区，此时，晶体相和非晶相容易形成微电偶，从而加速了熔覆层的腐蚀。