研究镁合金腐蚀机制,提高其耐腐蚀性一直是研究热点之一。本文从热力学和动力学的角度,利用第一性原理计算,系统的研究了文献中报导的耐腐性镁锗合金的电偶腐蚀行为,建立了相关模型,为耐腐蚀镁合金的设计提供了 一定的指导。镁锗合金由镁基体和Mg2Ge第二相组成。基于本文提出的溶解电位模型和相关界面,功函数计算,本文从理论上论证了电偶腐蚀中镁基体应当作为阳极溶解,Mg2Ge为阴极析氢。可能溶解在镁基体中的锗原子对于镁基体的功函数和局部电势的影响很小,因此它对于镁基体的阳极溶解行为的影响可以忽略。经过计算,Mg2Ge最稳定的表面为(111)面中的一种构型。本文分析了该表面上在偏中性和碱性环境下的析氢过程,计算了水解能垒,氢原子和羟基吸附能,吸附氢原子扩散和结合成氢气的能垒等热力学和动力参数,给出了 Mg2Ge毒化析氢的理论解释:析氢反应中间态,即氢原子吸附和扩散等过程所需要的能量远高于Cu,Ni等电极,即能垒很大,阻碍析氢;同时,在没有过电势的情况下,羟基的吸附比氢原子的吸附更稳定,从而反应可能被作为竞争反应的羟基吸附所毒化。本文亦为抑制镁合金的电偶腐蚀提供了一定的设计思路:溶解电位模型可以预测镁合金中第二相的腐蚀电位,判断其与镁基体电偶腐蚀趋势;功函数和局部电势可以用来筛选能抑制镁基体阳极溶解的溶质元素;氢原子,羟基吸附能等参数可以用来筛选能够和Mg2Ge类似能毒化阴极反应的第二相。