The electrochemical and corrosion behaviour of magnesium (3 and 5%) aluminium alloys in alkaline chromate solutions

Chemistry Department, University College of Girls, Ain Shams University, Heliopolis, Cairo, Egypt.

Abstract

The open circuit potentials and corrosion rates of magnesium (3 and 5%)-aluminium alloys have been measured at 30 °C, in 0.05 to 0.5 M NaOH containing 10^-5 to 1 M K₂CrO₄. At low concentration of chromate, the chromate ion promotes the corrosion of the alloys, catalysing the hydrogen evolution reaction. Above 10^-3 M, the chromate ion inhibits corrosion satisfactorily, through the formation of protective film; the extent of inhibition increases with chromate concentration. Generally, the alloys are more resistant to corrosion than pure aluminium.

Cathodic and anodic polarisation curves have also been measured under galvanostatic conditions, up to 10^-1 A/cm². The cathodic curves exhibited Tafel relation with slope of ca.0.14V, indicating that hydrogen evolution is governed by the slow discharge. At high currents the potentials deviate from linearity. Also Tafel relations were obtained on anodic polarisation; the slope amounted to 0.1V, indicating that the first oxidation step of aluminium is the rate-determining step. At high currents the anode is passivated and passivation current density decreases as the chromate concentration increased.

Résumé

Le potentiel de circuit ouvert et la vitesse de corrosion d'alliages Al-Mg à 3% et 5% de Mg ont été mesurés à 30°C dans des solutions de NaOH 0,05 et 0,5 M contenant entre 10^-5 et 1M de K₂CrO₄. A basses concentrations de chromate, cet ion accélère la corrosion de l'alliage et catalyse le dégagement d'hydrogène. Audelà de 10^-3 M l'ion chromate inhibe la corrosion de manière satisfaisante par formation d'un film protecteur. L'amplitude du phénomène croît avec la concentration du chromate. De manière générale les alliages sont plus résistants à la corrosion que l'aluminium pur.

Les courbes de polarisation anodiques et cathodiques ont également été tracées dans des conditions galvanostatiques, jusqu'à 10^-1A/cm². Les courbes cathodiques révèlent un comportement de Tafel avec une pente de 0,14 V, indiquant que le dégagement d'hydrogène est contrôlé cinétiquement par l'étape de décharge du proton. A surtensions élevées les tracés s'éloignent de la linéarité. Les courbes anodiques obéissent aussi à la relation de Tafel avec une pente de 0.1 V, indiquant que la première étape d'oxydation de Al est limitante. A forts courants l'anode est passivée et la densité de courant de passivation décroît quand augmente la concentration de chromate.