植酸在镁合金表面处理中的应用研究

采用稀土铈盐在镁合金表面生成了化学转化膜,通过扫描电镜、能谱分析等手段研究了采用植酸对镁合金表面及其表面化学转化膜进行后处理的改性作用,讨论了植酸浸泡溶液与工艺参数对吸附膜增重的影响.研究表明,镁合金表面植酸浸泡吸附膜以及化学转化膜植酸浸泡处理后膜层的增重随植酸浓度的增加、温度的升高及时间的延长而增大,所得化学转化膜经植酸浸泡处理可改善膜层表面龟裂,提高镁合金及其表面转化膜的耐蚀性,代替对环境污染严重的铬酸盐处理技术;并对镁合金表面膜的微观形貌与元素组成进行了表征.     

微弧氧化对车用AZ31B镁合金磷酸盐转化膜组织和耐腐蚀性能的影响

为了提高车用AZ31B镁合金磷酸盐转化膜的耐腐蚀性能,采用微弧氧化的方法对其表面进行加强,并测试研究了微弧氧化前后磷酸盐转化膜的组织和耐腐蚀性能.结果表明:磷酸盐转化膜经过微弧氧化增强处理后得到了尺寸更小的微孔,提高了整体膜的致密度并获得更平整表面.微弧氧化后膜内形成了新的MoSi2相,对膜表面微孔形成填充状态,使孔隙率明显减小.在磷酸盐转化膜表面进行微弧氧化处理会对其实现有效的增强.经过微弧氧化处理后粗糙度明显降低.对磷酸盐转化膜进行微弧氧化后再进行浸泡处理没有出现膜腐蚀情况,对基体也实现了良好覆盖状态.随浸泡时间延长,膜腐蚀速率表现出先增高后降低又增高的变化规律.     

铈单盐浓度对AZ91镁合金表面稀土转化膜的影响

镁合金表面稀土转化膜应用前景广阔,但文献报道的稀土单盐浓度相差较大,为获得最佳单盐浓度,在不同钵盐浓度条件下在AZ91镁合金表面制备稀土转化膜,用扫描电镜、X射线衍射仪、浸泡腐蚀试验和电化学分析等手段和方法研究了转化膜的形貌、成分、结构和性能。结果表明:富钵稀土转化膜主要是由CeO2、CeMg以及少量的Ce5Mg41共同构成;在成膜温度40℃、成膜时间20min的条件下,制备镁合金稀土转化膜的最佳Ce(NO3)3浓度为0.02mol/L。     

AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头微弧氧化表面防护研究

在硅酸盐溶液中于AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头表面制备一层均匀的微弧氧化膜。分析微弧氧化膜的截面组织、相组成和显微硬度分布,并采用浸泡和电化学方法评估微弧氧化表面处理对焊接接头腐蚀行为的影响。结果表明:接头搅拌区的显微硬度高于镁合金母相区,热影响区硬度低于母相区,但接头不同区域对应的微弧氧化膜硬度都相同,比镁合金基体提高约7倍。在3.5%NaCl溶液中浸泡后,焊接样品热影响区腐蚀严重,而微弧氧化膜表面形貌没有明显变化。未表面处理的接头热影响区电位低于搅拌区和母相区,其腐蚀电流密度也较大,但不同区域微弧氧化膜的腐蚀电流密度都相近,并明显低于未氧化处理的焊接样品。微弧氧化表面处理能显著改善镁合金搅拌摩擦焊接头抗腐蚀性能。     

MB8镁合金化学转化膜的耐蚀性能

通过化学氧化工艺在MB8镁合金表面制备了化学转化膜,研究了氧化液种类、浓度对镁合金及表面转化膜的电化学腐蚀行为的影响,用扫描电镜观察了表面转化膜电化学腐蚀前后的微观形貌,用电化学分析系统测试了不同溶液中的塔菲尔极化曲线,并对MB8镁合金的氧化及电化学腐蚀行为进行了分析.结果表明,经1.5 min处理可以得到防护性能较好的氧化膜层,在0.5 mol/L H2SO4、0.5 mol/L NaOH和3.5%NaCl溶液中,带氧化膜镁合金的耐蚀性都比镁合金基体的耐蚀性好.     

镁合金表面硅烷转化膜与阳极氧化膜的协同防护性能

目前对镁合金进行硅烷处理后再制备阳极氧化膜的研究未见报道。为此,探讨了镁合金表面硅烷化预处理所制备硅烷转化膜与阳极氧化后处理所制备阳极氧化膜的协同防护性能。在AZ91D镁合金表面首先进行硅烷化预处理制备内层的硅烷转化膜,接着进行阳极氧化后处理再制备外层的阳极氧化膜,最后采用KMnO4点滴试验、NaCl盐水浸泡试验、动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)等方法评价并比较了硅烷转化/阳极氧化复合膜、单一硅烷转化膜和单一阳极氧化膜对镁合金基体的防护性能。结果表明:与只经硅烷化处理的镁合金(表面附着单一硅烷转化膜)和只经阳极氧化处理的镁合金(表面附着单一阳极氧化膜)相比,经过硅烷化预处理和阳极氧化后处理的镁合金(表面附着硅烷转化/阳极氧化复合膜)的点滴液变色时间(tdrop)最长、腐蚀速率(vloss)和腐蚀电流密度(Jcorr)最小、自腐蚀电位(Ecorr)最正、膜层电阻(Rc)最大。对镁合金表面先进行硅烷化预处理再进行阳极氧化后处理使得镁合金的耐蚀性得以进一步提高,这主要归因于硅烷转化膜和阳极氧化膜的协同防护对腐蚀历程中扩散过程的抑制。     

镁合金微弧氧化黄色陶瓷膜的制备和结构研究

用微弧氧化方法在AZ91D镁合金基体上获得黄色的氧化膜陶瓷层,分别研究了电解液的成分和添加剂对氧化膜的影响规律.结果表明:样品在Na2SiO3为主盐溶液中加入KMnO4的电解液体系进行微弧氧化反应,可以得到颜色均匀、致密性较好的黄色氧化膜陶瓷层;添加柠檬酸钠能降低起弧电压和弧光的强度,减缓反应速度,并且防止孔蚀形成,从而使形成的氧化膜陶瓷层更加致密.     

时效对AZ63镁合金稀土镧-铈转化膜耐孔蚀性能的影响

时效时间对镁合金表面稀土转化膜的耐腐蚀性能有很大影响.将AZ63镁合金浸入硝酸镧和硝酸铈混合溶液中,在其表面制备稀土镧-铈转化膜并在空气中作0,24,48,60,72,90 h时效处理.利用循环伏安曲线、极化曲线、扫描电镜对AZ63镁合金稀土镧-铈转化膜在3％NaCl溶液中的孔蚀行为进行了研究.结果表明:时效处理能进一步提高稀土镧-铈转化膜的附着力、致密性和均匀性,从而显著提高镁合金的耐蚀性;稀土镧-铈转化膜的耐蚀性随时效时间的增加先增强后减弱,时效48 h时稀土镧-铈转化膜致密、附着力强,具有较好的耐蚀性,不易发生孔蚀,击穿电位为-1.418 V,孔蚀坑较浅;大电流密度更容易诱发孔蚀,当诱导孔蚀电流密度分别为0.4,1.5 mA/cm2时,时效48 h稀土镧-铈转化膜的诱发孔蚀时间为480,300 s.     

镁合金稀土转化膜研究进展

镁合金稀土转化膜技术是近年来发展起来的一种环保型镁合金表面处理新技术.本工作从成膜工艺及耐蚀性能评价,膜的组成、结构及形貌,膜的形成及其机制,膜的耐蚀机理研究四个方面综述了国内外在镁合金稀土转化膜研究中的进展及现状,指出了目前镁合金稀土化学转化处理中存在的一些问题,并展望该技术的发展前景.     

镁合金阳极氧化电解液组分的优化探讨

为了改进镁合金的耐蚀性,促进其进一步应用,用优化工艺在AZ31镁合金表面制得了具有良好耐点蚀性能的阳极氧化膜,采用正交设计方法分析研究了电解液组分对镁合金氧化成膜及抗蚀性的影响,获得最优工艺参数为:45 g/L NaOH,80 g/L Na2SiO3,5 g/L柠檬酸钠,40 mL/L添加剂D(一种有机缓蚀剂);氧化温度10～30℃,时间10～40 min,电流密度1～20 mA/cm2,阴阳极面积比2:6.用该优化工艺在AZ31镁合金表面生成的氧化膜具有良好的耐点蚀性能,经浸泡耐蚀试验评定为9级.     

ZK61S镁合金微弧氧化膜层的结构及耐腐蚀性能

为了提高ZK61S镁合金的耐腐蚀性能,采用微弧氧化方法以不同电压(300,380,450 V)在ZK61S镁合金表面制备氧化膜并进行封孔处理。利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪分析膜层的形貌、结构和组成;通过腐蚀电位试验、中性盐雾腐蚀试验及抗剥落腐蚀试验进行耐腐蚀性能考核。结果表明:微弧氧化呈现疏松多孔形态且均匀覆盖于基材表面,主要由Mg、MgO和Al_2Si_2O_5(OH)4相组成;微弧氧化处理后试样的腐蚀电位显著提升,且380 V所得微弧氧化试板的腐蚀电位达到-881.53 m V,经过408 h的中性盐雾腐蚀试验后的腐蚀速率为0.012g/(m~2·h),耐蚀性能比未进行表面处理的基材提高了88倍;经封孔处理的微弧氧化试板经过456 h的中性盐雾腐蚀试验后腐蚀速率降低到0.003 g/(m~2·h);封孔处理使微弧氧化膜的抗剥落腐蚀性能由微弧氧化后的EB级提升到EA级。     

新型Mg-Zn-Y-Nd-Zr镁合金表面复合涂层的耐腐蚀性能

为了控制镁材及镁合金在人体中的生物降解速率,采用微弧氧化法、电化学沉积法及微弧氧化+电化学沉积法在新型Mg-Zn-Y-Nd-Zr镁合金表面制备了3种涂层。利用JSM-5610V扫描电子显微镜、TESCANTS5130 SB能谱分析仪、Bruker D8 ADVANCE X射线衍射仪、VS-2005涂层附着力自动划痕仪、RST200F电化学工作站对3种涂层的形貌、成分、结构、厚度、结合力以及电化学性能进行了检测。结果表明:3种涂层均能提高新型Mg-Zn-Y-Nd-Zr镁合金的电化学性能,改善其耐蚀性;微弧氧化+电化学沉积层较单一微弧氧化层及电化学沉积层在致密性、结晶度、厚度、结合力、耐腐蚀性能方面都具有更强的指标。     

镁合金蓝色微弧氧化膜的制备及其耐蚀性能

过去,将微孤氧化着色用于材料装饰的研究较少。采用微孤氧化技术在ZM5镁合金表面制备了蓝色的微弧氧化层,研究了主盐Na2SiO3、着色剂CoSO4浓度和氧化时间对蓝色膜层的影响。结果表明：在70g／LNa2SiO3,2g／LCoSO4,电压440V,氧化时间20min条件下,能够获得膜层厚度为82μm的致密蓝色微弧氧化膜...     

不同表面处理工艺压铸镁合金涂层耐蚀性研究

为了研究不同表面处理工艺下压铸镁合金涂层的抗腐蚀性能,通过浸泡腐蚀和电化学腐蚀的方法,比较了微弧氧化和无铬化学氧化等表面处理试样的耐蚀性.结果表明,无铬化学氧化和微弧氧化处理能显著提高镁合金表面耐蚀性,而以微弧氧化处理更优;且两种处理方法覆盖层对孔洞、裂纹不敏感.根据交流阻抗图谱,拟合得到了微弧氧化、无铬化学氧化和未处理三种试样电化学腐蚀时体系的等效电路,拟合结果与实测结果吻合.XRD分析表明这两种处理方法得到的覆盖层中主体相均为Mg3Al2Si3O12等含硅的尖晶石型氧化物和Mg0.36Al2.44O4、MgAl2O4等不含硅的镁、铝复合氧化物,有利于提高镁合金耐蚀性.     

镁合金激光重熔后微弧氧化膜的微观组织和耐蚀性能

为了改善WE43镁合金的耐蚀性能,采用激光重熔(LSM)和微弧氧化(MAO)复合工艺对其表面进行了改性。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)研究了WE43镁合金及其激光重熔层、微弧氧化膜层和激光重熔-微弧氧化膜层的微观组织、表面形貌和物相;通过GAMARY-Reference 600电化学工作站研究了其腐蚀行为,重点研究了镁合金激光重熔后微弧氧化膜层的微观组织、成分和耐蚀性能。结果表明:激光重熔使WE43镁合金晶粒细化、网状的β-Mg41Nd5相均匀分布和表面稀土元素Y及Nd增加,有效地改善了其耐蚀性能;微弧氧化膜和激光重熔后的微弧氧化膜层都可以显著提高WE43镁合金的耐蚀性能,但后者优于前者。     

电解液组成对AZ91D镁合金微弧氧化的影响

在含有NaAlO2、KF的电解质溶液中,采用恒电流方式对AZ91D镁合金进行微弧氧化获得陶瓷膜.研究了电解液组分及浓度对陶瓷氧化膜厚度及表面形貌的影响,同时,采用动电位极化曲线及电化学交流阻抗评价了陶瓷氧化膜的耐蚀性.研究发现:NaAlO2单独存在时即可产生火花放电现象,但得到的氧化膜较薄;氟化钾的加入可以显著增加氧化膜厚度,膜厚的增长速度与氟化钾的加入量呈线性关系.SEM表面形貌分析表明:电解质浓度较低时产生的氧化膜宏观上较粗糙、微观上颗粒结合紧密;高浓度时得到的氧化膜宏观上细致光滑,微观上存在明显的孔洞和放电隧道,呈熔融状态结合在一起.动电位极化曲线及电化学交流阻抗的测试一致表明,经微弧氧化处理后的镁合金耐蚀性显著提高.     

镁合金预处理对其表面有机涂层耐蚀性的影响

镁合金压铸件上涂覆有机涂层后的耐蚀性能与其涂装前的表面处理状态有着密切关系.采用中性盐雾试验和盐水浸渍法对经喷砂、打磨、无铬化学转化、微弧氧化4种不同表面预处理后的丙烯酸树脂涂层进行了耐蚀性测试.结果表明:采用合适的预处理能显著提高涂层的耐蚀性能,其中微弧氧化涂层耐蚀性最佳,在盐雾和盐水浸渍试验中失效时间分别达96 h和168 h;预处理后基材表面光滑的涂层失效形式以起泡为主,而具有微孔或粗糙表面的涂层则以点蚀为主.     

镁合金微弧氧化陶瓷膜的微观结构、相成分和耐腐蚀性能

为获得耐腐蚀性优良的镁合金表面膜层,在含5 g/L硅酸钠、2 g/L磷酸钠和1 g/L氢氧化钠的复合溶液中,用自制设备对AZ91D镁合金进行了微弧氧化.利用扫描电镜和X射线衍射分析了AZ91D 镁合金表面微弧氧化陶瓷膜的表面形貌、截面结构和相组成.结果表明:AZ91D 微弧氧化陶瓷膜由疏松层和致密层组成,疏松层陶瓷膜疏松,厚度较大,且存在一些孔洞;致密层陶瓷膜与基体金属结合紧密,陶瓷膜主要由MgO,Mg2SiO4,Mg3(PO4)2和MgAl2O4组成.在3.5%的NaCl溶液中,微弧氧化陶瓷膜的自腐蚀电位为-1 390 mV,而镁合金基体的为-1 540 mV,表明经微弧氧化处理后AZ91D 镁合金的耐蚀性有较大提高.     

2024铝合金表面扫描式微弧氧化工艺研究

本研究利用小功率微弧氧化电源, 通过内充液式管状阴极的逐行扫描, 在2024铝合金样件表面生成微弧氧化陶瓷膜层, 对样件的局部受损部位进行了成功的修复, 从而突破了传统微弧氧化技术不能用于铝合金构件现场局部防护与修复的限制; 利用XRD、SEM、EDS等分析方法对陶瓷膜层的相组成与微观组织形貌进行了研究。利用纳米压痕仪测试了陶瓷膜层的纳米压痕硬度和弹性模量, 用动电位极化曲线测试陶瓷膜层的耐腐蚀性能。结果表明: 在恒电流模式下, 扫描式微弧氧化电压快速升高, 直接进入微弧放电阶段。其一次扫描成膜层厚度17 μm, 相对于传统微弧氧化具有很高的成膜效率。铝合金扫描式微弧氧化陶瓷膜层主要由α-Al₂O₃和γ-Al₂O₃组成, 膜层分为致密层和疏松层, 表面多微孔, 且有微裂纹; 纳米压痕测试结果表明, 陶瓷膜层纳米压痕硬度和弹性模量沿界面向外呈现先增加后减小的变化趋势。动电位极化曲线表明, 扫描式和传统微弧氧化陶瓷膜层都能够对基体起到有效的腐蚀防护作用, 传统微弧氧化陶瓷膜层的腐蚀防护作用高于扫描式。