镧铈双稀土耐蚀转化膜的制备及性能研究

采采用浸渍法在AZ91镁合金表面制备镧铈双稀土转化膜,优化了侵蚀转化处理工艺,并研究了双稀土转化膜的微观形貌、膜层成分及耐蚀性。利用正交试验确定成膜的最佳工艺为:处理温度30℃,Ce3+:La3+=2∶1(摩尔比),V双氧水=5 ml,p H=4~5.腐蚀性能测试结果表明,成功的在AZ91镁合金表面沉积出黄色致密、有微小裂纹的耐腐蚀转化膜。     

表面热扩散渗铝锌处理对AZ91D镁合金性能和组织的影响

为了改善镁合金的表面性能,通过对AZ91D镁合金进行表面热扩散渗铝锌混合粉末热处理,得到了AZ91D镁合金表面渗膜层.对AZ91D镁合金表面热处理后得到的渗膜层表面、断面形貌、结构组成、耐腐蚀性能、显微硬度等进行了探讨及试验研究,结果表明:在470℃、6h空冷条件下进行表面热扩散渗铝锌,获得的表面渗膜层比较均匀细致.渗膜层增强了镁合金基体耐腐蚀性能,显著提高了镁合金基体的防护性能,AZ91D镁合金热处理后具有较高的表面显微硬度,扩大了镁合金的使用范围.     

稀土元素对镁合金产品的强化浅析

镁合金除了具备质轻的特色之外,还具备良好的电磁屏蔽性、散热性以及可回收性。文章对镁合金AZ91D的成分组成、稀土元素对铸造镁合金AZ91D的强化机理以及研究现状进行了概述,对压铸样品的实验与测试分析主要对比了AZ91D和加入稀土元素的AZ91D压铸件的各项物化性能。重点介绍了AZ91D稀土镁合金的微观组织优化以及材料流动性的显著提升,同时通过对比实验表明AZ91D稀土镁合金压铸部件的机械力学性能、耐腐蚀性能以及蠕变性能在室温以及高温环境下都得到了明显的改善。对AZ91D稀土镁合金压铸部件的生产效率和边际成本进行了初略估算,初步探讨了AZ91D稀土镁合金压铸部件的潜在应用及产业化前景。     

AZ91D镁合金微等离子体氧化陶瓷层的耐腐蚀性研究

采用微等离子体氧化方法在AZ91D镁合金表面制备陶瓷层.利用扫描电镜、X射线分析陶瓷层微观组织结构,通过盐雾试验方法测试处理过的AZ91D镁合金耐腐蚀性能.结果表明,AZ91D镁合金经过微等离子体表面氧化处理后,陶瓷层由表面的疏松层和内部致密层所组成,疏松层里有较多的孔隙;致密层孔隙较少且与基体结合牢固;微等离子体氧化陶瓷膜的相结构主要由MgAl2Si3O12,β-Mg2SiO4,(Mg4Al14)(Al4Si2)O20等含硅的尖晶石型氧化物和δ-MgAl28O4等Mg,Al复合氧化物构成.AZ91D镁合金经微等离子体氧化处理后,基体被氧化膜覆盖,使其抗腐蚀性能显著提高,试样表面有陶瓷膜的AZ91D镁合金在盐雾试验中的腐蚀速率是AZ91D镁合金腐蚀速率的1/8.61.     

AZ91D镁合金表面Sn-V复合转化膜的制备及其耐蚀性

以锡酸钠、偏钒酸钠为主盐,通过化学转化处理的方法在AZ91D镁合金表面制备了一种新型Sn-V复合化学转化膜。运用扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)等测试方法研究了Sn-V复合转化膜的表面形貌与成分组成。结果表明,Sn-V复合化学转化膜由扁圆形颗粒紧密堆积而成,同单一钒酸盐转化膜相比,表面粗糙度增加,裂纹数量减少;复合转化膜膜层厚度为2~3μm,与基体结合良好。电化学测试及浸泡试验结果表明,Sn-V复合转化膜有效的提高了AZ91D镁合金的耐腐蚀性能,且提高幅度明显高于单一钒酸盐转化膜。     

AZ91镁合金表面铈基稀土转化膜的制备及腐蚀电化学行为

考察了铈盐溶液中的AZ91镁合金电化学行为,包括开路电位,阴、阳极极化行为等,并据此开展了Ce(NO3)3为主盐的稀土盐转化膜研究,在AZ91镁合金表面形成无毒、无污染的铈盐化学转化膜,并研究成膜规律及其耐蚀行为.采用电化学阻抗谱技术优化了处理时间、温度、Ce(NO3)3液浓度和促进剂等因素对膜层结构和膜层耐蚀性能的影响,并获得了最好的成膜条件:处理温度为35℃,时间为30 min,主盐Ce(NO3)3的浓度为0.02 mol/L和促进剂H2O2浓度为4 mL/L.结果表明:采用优化后的工艺能够在AZ91镁合金表面获得宏观黄色致密、微观具有微小裂纹并分层的膜层,表层Ce含量较高.工艺优化制备的稀土化学转化膜能有效提高镁合金的耐蚀性能,有效抑制阴、阳极反应,自腐蚀电位提高250 mV,自腐蚀电流密度降低2个数量级.长期全浸实验结果表明,转化膜能有效提高镁合金的耐腐蚀性能,浸泡60 h后,保护性大大降低.     

以硫酸镍为主盐的AZ91D镁合金化学镀镍研究

研究了以硫酸镍为主盐的AZ91D镁合金化学镀镍.采用无铬前处理在AZ91D镁合金表面形成高锰酸盐和磷酸盐化学转化膜,用SEM、EDX、XRD和极化曲线等方法研究化学转化膜和化学镀镍层的形貌、组成及在3.5%的NaCl溶液中的耐腐蚀性能.结果表明,在高锰酸盐转化膜表面形成的化学镀镍层呈胞状,较致密,有微裂纹;在磷酸盐转化膜上形成的化学镀镍层也呈胞状,晶胞大小不均匀,没有微裂纹.镀层厚度均匀,致密,无孔隙.在3.5%的NaCl溶液中的极化曲线表明化学转化膜对镁合金基体的耐腐蚀性能提高不大,经高锰酸盐和磷酸盐前处理的化学镀镍层腐蚀电位分别为-0.48V_(SCE)和-1.12 V_(SCE).以硫酸镍为主盐的经磷酸盐前处理的化学镀镍层较好地提高了镁合金的耐腐蚀性能.     

AZ91D镁合金微等离子体氧化陶瓷层的耐腐蚀性研究

采用微等离子体氧化方法在AZ91D镁合金表面制备陶瓷层。利用扫描电镜、X射线分析陶瓷层微观组织结构，通过盐雾试验方法测试处理过的AZ91D镁合金耐腐蚀性能。结果表明，AZ91D镁合金经过微等离子体表面氧化处理后，陶瓷层由表面的疏松层和内部致密层所组成，疏松层里有较多的孔隙；致密层孔隙较少且与基体结合牢固；微等离子体氧化陶瓷膜的相结构主要由MgAl2Si3O12，β-Mg2SiO4，（Mg4A114）（Al4Si2）O20等含硅的尖晶石型氧化物和δ-MgAl28O4等Mg，Al复合氧化物构成。AZ91D镁合金经微等离子体氧化处理后，基体被氧化膜覆盖，使其抗腐蚀性能显著提高，试样表面有陶瓷膜的AZ91D镁合金在盐雾试验中的腐蚀速率是AZ91D镁合金腐蚀速率的1／8．61。     

AZ91镁合金在磷酸盐体系中微弧氧化的工艺研究

采用磷酸盐体系在AZ91压铸镁合金表面制备了一系列微弧氧化膜层,并通过中性盐雾试验、扫描电镜等方法研究了各种工艺条件下的微弧氧化膜层耐蚀性能及形貌特征。结果表明,经微弧氧化处理,AZ91压铸镁合金试样的耐腐蚀性能明显提高。在磷酸盐体系中进行微弧氧化处理的最佳工艺方案为:磷酸钠5g·L-1,氢氧化钠6g·L-1,电流密度3A·dm-2,氧化10min。     

AZ91 D 镁合金表面铈转化膜及环氧 / 氟碳涂层附着性研究

利用化学浸泡法在AZ91D镁合金表面制备铈盐转化膜,优化了铈盐转化处理工艺,研究了铈盐转化膜的微观形貌、组织结构及耐蚀性能。在转化膜表面分别涂覆环氧树脂和氟碳树脂涂层,测试了两种复合涂层的力学性能。结果表明:铈盐转化膜由双层膜组成,在优化的工艺条件下进行转化处理能够提高镁合金的耐腐蚀能力;铈盐转化膜对环氧树脂的适应性要优于氟碳树脂。     

Study of Cerium and Lanthanum Conversion Coatings on AZ63 Magnesium Alloy Surface

采用扫描电子显微镜,X射线能谱,Tafel极化曲线和电化学阻抗谱法研究了铈镧转化膜对AZ63镁合金耐蚀性能的影响。结果表明,铈和镧的复合转化膜比单一稀土膜的表面更加均匀致密,对镁合金的耐蚀性有明显改善。双稀土转化膜的缓蚀效果随着浸泡成膜时间的增长而增加。延长时效时间有助于铈和镧的进一步氧化,耐蚀性能先增后减,时效48 h膜层的耐蚀效果最好。     

热镀锌表面镧盐转化膜生长机理的研究

在常规稀土镧盐钝化液中添加以柠檬酸添加剂,从而在热镀锌层表面获得镧盐转化膜.采用中性盐雾实验(NSS)分析膜层耐蚀性能,确定最佳成膜时间范围.通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(IR)分析了膜层的结构、微观形貌和化学成分.结果表明,转化膜耐蚀性能与铬酸盐钝化膜相当;膜层微观上存在裂纹,且裂纹随着成膜时间的延长而变宽;膜层主要由柠檬酸镧和La(OH)_3等组成;转化膜的生长过程中,前期以柠檬酸镧吸附膜的沉积为主,中期La(OH)_3与柠檬酸镧相互渗透沉积,后期La(OH)_3沉积逐渐占据主导.     

Corrosion behavior of lanthanum-based conversion coating modified with citric acid on hot dip galvanized steel in aerated 1 M NaCl solution

Rare earth conversion coating is one of the most promising substitutes to the toxic chromate coating. The corrosion resistance of lanthanum conversion coating modified with citric acid on hot dip galvanized (HDG) steel was investigated in aerated 1 M NaCl solution by means of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization measurements. Equivalent circuits were subsequently developed from the measurements to elucidate the corrosion behavior of the coating. The surface morphology of the lanthanum conversion coating was observed by scanning electron microscopy (SEM), and the chemical composition of the coating was characterized by energy dispersive spectroscopy (EDS). The results showed that the corrosion process of the modified lanthanum conversion coating consisted of three stages. The overall corrosion resistance of the coating was excellent.     

Effect of HCl pre-treatment on corrosion resistance of cerium-based conversion coatings on magnesium and magnesium alloys

The corrosion protection afforded by a cerium conversion coating, formed by immersion in a solution containing rare earth salt and hydrogen peroxide, on pure magnesium and two magnesium alloys, AZ91 and AM50, has been studied. The effect of HCl pre-treatments on the morphology and on the corrosion resistance of the cerium conversion layer was investigated. A thicker and more homogeneous distribution of the conversion coating was obtained when the sample surface was pre-treated with acid. Higher amounts of cerium on the surface of the pre-treated samples were detected. The cerium conversion coating increased the corrosion resistance of the alloys because it ennobled the corrosion potential and decreased both the anodic and cathodic current. The acid pre-treatment further increased the corrosion resistance of the coated alloys. After five days of immersion in chloride environment the untreated samples showed localized corrosion while the chemical conversion coated samples appeared unaffected.     

镁合金的微观结构对其上制备植酸转化膜的影响

采用浸没法,以纯Mg及AZ91D,AZ61,ZK60,ZM21镁合金为基体材料,在植酸水溶液中制备植酸转化膜.观察了植酸转化膜的形貌,分析了转化膜的元素组成及浓度分布,进而研究了镁合金的微观结构对制备表面植酸转化膜的影响.结果表明:合金元素对植酸转化膜的形成起着决定性的作用,高价合金元素(Al和Zr)比低价合金元素(Zn和Mn)更有利于植酸转化膜的形成,以固溶体存在的Al比以化合态(Mg17Al12)存在的Al更有利于转化膜的形成.     

成膜时间对镁合金镧盐转化膜耐蚀性的影响

稀土盐转化膜是一种绿色环保的金属表面处理技术,为探究硝酸镧成膜时间对镁合金耐蚀性的影响,在镁合金表面成功制备出不同成膜时间下的镧盐转化膜。 试验采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)以及 X 射线衍射仪(XRD) 对膜层的表面形貌及组成进行了表征,采用点滴试验、电化学方法(EIS / Tafel)对不同成膜时间下膜层的耐蚀性进行了测试,并使用软件对结果进行拟合。 试验结果表明,镁合金表面生成了一层微米级的稀土转化膜,转化膜表面存在裂纹,其中 30 min 成膜时间的裂纹最小;点滴试验及电化学测试结果表明镧盐转化膜能够大幅度地提高镁合金耐蚀性, 30 min 成膜时间获得的膜层耐蚀性最佳,相对于空白镁合金,其自腐蚀电流密度下降了 4 个数量级,自腐蚀电位正移了 943 mV;EDS 结果表明,膜层主要由 La 和 O 元素组成,XRD 结果进一步表明 La(OH)₃ 是膜层的主要成分。     

化学处理液中的La及BTA 对铜合金表面性能的影响

为了提高铜及其合金的耐蚀性能,研究了稀土La盐与BTA对铜合金缓蚀的协同作用,化学处理后的铜合金表面耐蚀性能得到改善。利用扫描电镜及XRD,对铜合金处理后的表面形貌及结构进行了分析;通过阳极极化、交流阻抗等电化学测试方法分析了La盐与BTA对铜合金表面性能的影响。结果表明:稀土La盐与BTA的加入使铜合金表面形成了均匀、致密的转化膜,从而提高了铜合金表面的耐蚀性能。     

Effects of rare earths on the microarc oxidation of a magnesium alloy

The effects of rare earths on the properties of the microarc oxidation（MAO） coating on a magnesium alloy were investigated by means of scanning electron microscopy（SEM）,energy dispersive X-ray spectroscopy（EDS）,and electrochemistry methods.The results show that a nice and compact MAO coating was successfully obtained when the magnesium alloy was treated in nitrate solutions as the pre-treatment of MAO.However,the MAO was not successfully completed for the silicate electrolytes with the addition of rare earths.After the magnesium alloy being treated by rare earth nitrate,the obtained MAO coating has advantages such as uniform distribution of thickness,improved corrosion resistance,and nice-uniform surface,as compared with the untreated magnesium alloy.In addition,the time of non-ESP,the voltage and current density of the MAO process obviously decrease.Cerium oxide doped on the surface of the magnesium alloy can significantly improve the corrosion resistance of the MAO coating and decrease the current density of the MAO process,as compared with lanthanum oxide,whereas the doped rare earths have no significant effect on the components of the MAO coating.     

AZ31B镁合金氧化石墨烯掺杂钇盐转化膜耐蚀性研究

目的研究一种绿色环保的表面处理方法,以提高镁合金的耐蚀性。方法采用化学浸泡法,以硝酸钇为成膜物质,在AZ31B镁合金表面成功制备一种新型稀土盐转化膜,并以氧化石墨烯为阻隔剂对该转化膜进行复合掺杂。采用扫描电镜(SEM)对膜层的表面形貌进行观察,采用析氢实验和电化学测试对不同试样在3.5%Na Cl溶液中的耐蚀性进行了研究。结果镁合金钇盐转化膜表面平整均一,覆盖良好。氧化石墨烯掺杂后的钇盐膜层表面出现了大小不均一的瘤状物质,膜层完整,未出现裂痕。析氢实验结果显示,经过处理的转化膜试样可以极大地抑制腐蚀反应的发生。由极化曲线可知,钇盐转化膜的存在使镁合金的腐蚀电位发生了明显正移,正移了150 m V;而氧化石墨烯掺杂的钇盐膜层的腐蚀电位相对于掺杂前变化不大,但其腐蚀电流密度是掺杂前的1/28。电化学交流阻抗谱的测试结果显示,氧化石墨烯掺杂钇盐转化膜的电荷转移电阻最大,Rct为2485?·cm2;钇盐转化膜的电荷转移电阻次之,Rct为1224?·cm2。两者的电荷转移电阻相对于未经处理的镁合金都有明显提升。结论钇盐转化膜可以明显提高AZ31B镁合金的耐蚀性,氧化石墨烯的加入可以进一步提高转化膜层的耐蚀性。     

镁合金零件表面化学改性技术

研究了镁合金表面化学改性的几种表面处理工艺,讨论了镁合金非铬酸盐处理的工艺过程、操作条件.测定、分析了膜层的厚度、表面形貌和膜层成分,对比了几种不同处理工艺的实验结果.结果表明,在优化非铬酸盐处理工艺条件下,所得的膜层细致均匀且与基体的结合力良好,对镁合金基体有较好的保护作用,膜的防腐能力与铬酸盐转化膜的防腐能力相当.