3003铝合金腐蚀机理的电子理论研究

何晓东¹，朱弘源²，肖政兵^2,3,4，黄元春^2,3,4

1. 汉江水利水电(集团)有限责任公司2. 中南大学机电工程学院3. 中南大学4. 中南大学轻合金研究院

摘 要：为了解3003铝合金阴极箔析出相腐蚀的物理本质,本文通过采用基于第一性原理的赝势平面波方法对3003铝合金中各物相的结合能、费米能级和局域态密度等电子结构参数系统的计算,研究了该合金中主要析出相与合金基体发生电化学腐蚀的机理。研究结果表明:3003铝合金中各主要组成物相稳定性大小关系为Al6Mn>Mg2Si>ALPHA,且与ALPHA的形成为一个吸热反应过程,Al6Mn与Mg2Si相的形成均为一个自发反应的放热过程;Al6Mn、Mg2Si以及ALPHA相与铝基体的费米能级差值存在Ec（Mg2Si-Al）>Ec（Al6Mn-Al）>Ec（ALPHA-Al）的关系,说明Mg2Si相最容易因电极电位差异与铝基体形成原位电池,在电解腐蚀过程中发生电解腐蚀,Al6Mn次之,ALPHA最难;局域态密度的计算结果亦表明:体系中的ALPHA相相对于Mg2Si和Al6Mn处于不稳定状态,容易失稳并发生分解。

关键词：3003铝合金阴极箔;第一性原理;态密度;腐蚀机理;