SiO2 对镁合金阴极电泳涂层耐磨性的影响

目的提高镁合金有机涂层的耐磨性能。方法用KH450硅烷改性Si O2粉体,并充分分散于电泳漆中。用KH460硅烷预处理镁合金表面,并阴极电泳复合涂层。通过铅笔硬度测试、摩擦磨损实验、画圈附着力测试、NMP(N甲基吡咯烷酮)试验和Machu试验,分别评价阴极电泳涂层的硬度、耐磨性能、附着力、抗NMP溶胀性能和耐蚀性,并通过扫描电子显微镜和光学显微镜对磨痕形貌进行分析。结果在镁合金用KH460预处理的前提下,添加Si O2粉体使涂层硬度由4H上升为5H,同时也提高了涂层的耐蚀性,并且涂层的附着力保持为1级,抗NMP溶胀性能仍120 h。在预处理镁合金基体上制得的原漆涂层和添加纳米Si O2的涂层耐磨性较好,磨痕深度与涂层厚度的比值分别为0.47和0.475,摩擦系数均低于0.4;在未预处理镁合金基体上制备的原漆涂层和在预处理镁合金基体上制备的添加微米Si O2的涂层耐磨性较差,磨痕深度与涂层厚度的比值分别为0.665和0.673,摩擦系数均大于0.7。四种涂层磨损破坏的机制主要为疲劳破坏。结论 Si O2粉体的加入可以有效提高涂层的耐蚀性和铅笔硬度,同时不降低涂层的附着力和抗NMP溶胀性能。用硅烷对镁合金进行预处理,向电泳漆中添加硅烷处理的纳米Si O2,可有效提高阴极电泳涂层的耐磨性。     

5182铝合金表面硅烷涂层的制备与性能研究

目的提高5182铝合金表面耐蚀性能及其与漆膜的结合力。方法采用KH550硅烷试剂在5182铝合金表面制备硅烷涂层,同时探究不同浸泡时间、溶液pH值和固化温度对硅烷涂层结构和性能的影响,并优化硅烷涂层的制备工艺。采用扫描电子显微技术(SEM)、接触角试验仪和拉曼光谱研究硅烷涂层的结构和成分。采用电化学阻抗谱(EIS)技术评价涂层的耐蚀性能。采用涂层附着力自动划痕仪评价硅烷涂层对有机漆膜结合力的影响。结果浸泡时间180 s、溶液pH值11、固化温度90℃为5182铝合金表面硅烷涂层的最佳制备工艺,该工艺条件下制备的硅烷涂层均匀、致密地覆盖于铝合金基体表面,厚度约为100 nm。在Na_2B_4O_7×10H_2O和NaOH水溶液中,硅烷处理试样的低频阻抗值比未硅烷处理试样高约2个数量级,硅烷处理样品与漆膜的结合力明显优于未经过硅烷处理的试样。结论采用优化工艺制备的硅烷涂层能改善5182铝合金的耐蚀性能。当硅烷涂层作为中间层存在时,显著提高了有机涂层与合金基体的结合强度。     

具有阴极电泳涂层AM50镁合金与钢接触电偶腐蚀

研究了AM50裸镁合金及在裸镁合金上进行阴极电泳处理、硅烷预处理再阴极电泳处理3种不同样件与Q235钢螺栓连接在5%NaC1水溶液中浸泡的腐蚀规律,仔细观察对比3种不同表面状态的镁合金在不同时间浸泡后的表面腐蚀情况,测定各自的腐蚀速率,对腐蚀后的区域进行微观分析,并用腐蚀模型对其腐蚀的行为规律进行了解释.结果表明:镁合金可以通过阴极电泳处理获得耐蚀防护涂层,硅烷预处理可以进一步提高电泳膜层与基体的附着力,从而大大提高镁合金与钢螺栓接触的耐电偶腐蚀性;AM50镁合金与Q235钢螺栓接触电偶腐蚀的影响区面积不随腐蚀时间的延长而增大,其电偶腐蚀速度沿纵深方向(与螺栓接触方向)比横向的均匀腐蚀速度快.     

喷丸处理对热障涂层组织与性能的影响

采用电泳沉积方法,在喷丸处理和未处理的Inconel600高温合金表面沉积YSZ/(Ni,Al)复合涂层,然后进行真空烧结。研究了喷丸处理对YSZ/(Ni,Al)复合涂层微观结构、结合强度和抗氧化性能的影响。通过使用X射线衍射和扫描电镜来分析复合涂层的成分和相变。结果表明,喷丸后制备的涂层与基体的结合力比未处理基体制备的要大,且喷丸处理制备的涂层表面裂纹较少。喷丸后的试样结合力与抗高温氧化性能都要优于未处理的试样。     

铝及铝合金无铬钝化研究进展

铝合金可加工成各种板材、型材、铝铸件,为了减少其在工业环境中的腐蚀损失,需进行钝化处理.钝化常作为涂层的预处理步骤,钝化膜能增强铝合金表面与有机涂层的结合力,进一步提高涂层对基体的防护能力.目前无铬钝化主要是钼酸盐钝化、稀土盐钝化、锆/钛盐钝化及有机物钝化,因此对这几种主要化学钝化法的研究进程及现状进行了综述.钼酸盐复配其他盐协同缓蚀,能够获得更强的耐腐蚀性能.稀土盐中加入强氧化剂和成膜促进剂,可以简化处理工艺,降低腐蚀电流.锆、钛盐中加入有机物形成复合膜,能够改善单一膜层的耐腐蚀性能,提高与基体的结合力.硅烷在铝合金表面形成交联结构,从而表现出良好的封闭效果.在硅烷中加入纳米粒子可以获得更好的膜层表面形貌,加入稀土及其氧化物可提高耐腐蚀性能.硅烷两步法成膜过程中,成膜次序不同能够获得不同的膜层物理性能和耐蚀效果.最后,对未来无铬钝化工艺的研究方向进行了展望.     

硅烷增强镁合金防腐有机涂层的研究

为了提高镁合金的耐腐蚀性能,结合硅烷处理和胶粘涂层技术在AZ31镁合金表面制备了环氧防腐涂层。通过扫描电镜对涂层表面形貌进行观察,采用划格法、浸泡法及盐雾试验等分析镁合金表面硅烷处理对有机涂层的附着力及耐蚀性的影响。研究结果表明：采用KH-550型硅烷进行处理后,镁合金基体与有机涂层之间形成化学键,涂层与基体结合牢固,附着力为1级,耐饱和盐水23d不起泡。硅烷处理明显提高了有机涂层对基体的附着力和耐蚀性,因此,硅烷＋胶粘涂层的方法可用于镁舍金的表面防腐。     

硅烷处理对涂层/金属体系耐蚀性能的影响

采用电化学阻抗研究了输电塔架用Q345钢基体上环氧富锌涂层的失效过程,分析了硅烷处理对涂层/金属体的耐腐蚀性能的影响。结果表明,环氧富锌涂层/未表面处理金属体系经过240h的浸泡腐蚀后涂层失去保护作用;而环氧富锌涂层/硅烷处理金属体系经过408 h的浸泡腐蚀后涂层失去保护作用。经阻抗谱和孔隙率与吸水率分析表明,Q345钢经硅烷表面处理后延缓了腐蚀性介质侵入涂层,较大地提高了体系的抗腐蚀能力。     

阴极保护条件下环氧基界面粘附性研究

用阴极剥离方法研究了3种类型环氧涂层在60℃的3.5%NaCl溶液中的抗阴极开裂行为,用静态浸泡方法测定了3种涂层自由涂膜在30%NaOH溶液中的增重动力学曲线,采用单向拉伸方法测定了涂层与基体金属的粘附力,从涂层的抗碱性及涂层与基体金属粘结性能分析了影响涂层阴极开裂的主要因素.结果表明阴极反应生成的碱性环境造成聚合物降解是导致涂层阴极开裂的主要因素,此外涂层与基体金属的粘附性能对涂层的开裂也有一定影响     

可降解镁合金骨螺钉表面微弧电泳水热复合涂层的制备与性能

目的在医用镁合金骨螺钉表面构建羟基磷灰石涂层,有效控制其降解速率。方法利用微弧电泳/水热复合方法,在形貌复杂的骨螺钉表面制备涂层。该方法首先利用电解抛光对骨螺钉表面进行表面预处理,采用微弧电泳技术在其表面制备羟基磷灰石涂层,再利用水热合成对微弧电泳涂层进行封孔。利用XRD、SEM、AFM等分析手段对涂层显微结构进行分析,利用体外浸泡实验和电化学实验对涂层耐腐蚀性能及其对钙磷盐的诱导特性进行了评价。结果在电解抛光电流0.14 A、抛光时间2 min的工艺条件下进行电解抛光预处理,可以提高基体和涂层的结合性能。由于骨螺钉的特殊形状,在微弧电泳电解液中添加丙三醇,并通过调整电解液中丙三醇含量优化微弧电泳工艺(电压155 V,反应时间20 min),能有效抑制尖端放电现象,防止膜层组织疏松和大量的氧化物堆积,以及涂层剥落甚至基体烧蚀的现象。再优化水热合成工艺参数(处理液p H值8.5,反应时间1.5 h,反应温度393 K)对微弧电泳涂层进行封孔,得到微弧电泳/水热复合涂层。结论微弧电泳/水热复合涂层表面形貌为菜花状结构,由纳米棒状羟基磷灰石组装而成,均匀致密,结晶性好。电化学腐蚀测试表明,制备复合涂层后,骨螺钉的腐蚀电流密度降低了一个数量级。在模拟体液中浸泡6天,骨螺钉的形貌依然完整,说明水热复合涂层在改善生物相容性的同时,提高了骨螺钉的耐腐蚀性能。但微动摩擦磨损测试显示,水热复合封孔处理后磨损性能下降。     

镀锌钢表面硅烷掺杂电泳漆涂层的腐蚀电化学行为研究

将γ-(2,3环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷 (GPTMS) 掺杂到不含颜料的水性环氧树脂中,通过一步电泳法在镀锌钢表面构建得到硅烷掺杂的电泳漆涂层。采用电化学阻抗谱和扫描电化学显微镜技术研究了涂层体系的防护性能,并结合其它手段开展了机理研究。结果表明,有机硅烷的加入能够显著提高环氧电泳漆涂层在腐蚀介质中的防护性能,硅烷掺杂抑制环氧涂层的吸水和溶胀。提出了硅烷掺杂电泳漆涂层的如下防护机理：一方面,GPTMS的掺杂增加了涂层的交联程度;另一方面,电泳过程中促进GPTMS组分在金属与涂层界面的优先沉积形成富集层,从而提高了基体与涂层间的结合力。     

Effect of Silane on Galvanic Corrosion between EW75 Magnesium Alloy and TC4 Alloy

硅烷处理对镁合金具有良好的保护性。为了抑制 Mg-7Gd-5Y-Nd-Zr (EW75) 稀土镁合金和 Ti-6Al-4V (TC4) 钛合金的电偶腐蚀作用,以自腐蚀镁合金为对照组,对硅烷改性和未改性的镁合金与TC4钛合金的电偶腐蚀进行了研究。用数码照片和扫描电镜 (SEM) 观察分析了浸泡 48 h 后的镁合金表面形貌,样品的自腐蚀电流密度和电偶腐蚀电流密度分别用极化曲线和电偶腐蚀测量来表征获得。结果表明,硅烷膜可以减少失重比,使腐蚀形式由点腐蚀变为均匀腐蚀,因此硅烷改性的镁合金比未改性的镁合金具有更好的抗电偶腐蚀能力,其原因是硅烷膜可以提高镁合金的电位,并减小电偶腐蚀电流密度     

Corrosion Resistance of Silane-Modified Hydroxyapatite Films on Degradable Magnesium Alloys

A polymethyltrimethoxysilane(PMTMS)/hydroxyapatite(HA) hybrid coating was successfully fabricated on a magnesium alloy by hydrothermal treatment and immersion method. The microstructure and composition of the coating were characterized by using X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy and scanning electron microscopy.The physical properties were investigated using scratch testing. At the same time, the corrosion resistance was evaluated via electrochemical and immersion tests. The results demonstrated that the corrosion resistance of the silane hybrid coating was significantly enhanced compared with the naked magnesium alloy. Especially, the corrosion current density of the PMTMS/HA magnesium alloy was three orders of magnitude lower than that of the bare material.     

Corrosion resistance,composition and structure of RE chemical conversion coating on magnesium alloy

Golden yellow rare earths chemical conversion coating was obtained on the surface of magnesium alloy by immersing in cerium sulfate solution.The corrosion resistance of RE conversion coating was evaluated using inmersion test and potentiodynamic polarization measurements in 3.5%NaCl solution.The morphologies of samples before corrosion and after corrosion were observed by SEM.The structures and compositions of the RE conversion coating were studied by means of XPS,XRD and IR.The results show that,the con...     

Preparation and characterization of inorganic and organic coatings on AZ91D magnesium alloy with electroless plating pretreatment

In this paper, a protective coating scheme was applied for the corrosion protection of AZ91D magnesium alloy. Electroless Ni coating (EN coating) as bottom layer, electrodeposited Ni coating (ENN coating), and silane‐based coating (ENS coating) as top layer, respectively, were successfully prepared on AZ91D magnesium alloy by combination techniques. Scanning electron microscopy and X‐ray diffraction were employed to investigate the surface and phase structure of coatings, respectively. The electrochemical corrosion behaviors of coatings in neutral 3.5 wt% NaCl solution were evaluated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization techniques. The corrosion testing showed that the three kinds of coatings all could provide corrosion protection for AZ91D magnesium alloy to a certain extent, and the corrosion resistance of ENN and ENS was superior to EN. In order to further study the corrosion protection properties of ENN and ENS, a comparative investigation on the evolution of EIS of ENN and ENS was carried out by dint of immersion test in neutral 3.5 wt% NaCl solution. The results indicated that, compared with ENN, the ENS could provide longer corrosion protection for AZ91D magnesium alloy. It is significant to determine the barrier effect of each coating, which could provide reference for industry applications.     

Preparation of Phytic Acid/Silane Hybrid Coating on Magnesium Alloy and Its Corrosion Resistance in Simulated Body Fluid

In order to decrease the corrosion rate and improve the bioactivity of magnesium alloy, phytic acid/saline hybrid coatings were synthesized on AZ31 magnesium alloys by sol–gel dip-coating method. It was found that the mole ratio of phytic acid to γ-APS had a great influence on coating morphology and the corresponding corrosion resistance of the coated magnesium alloys. When the mole ratio of phytic acid to γ-APS was 1:1, the obtained hybrid coating was integral and without cracks, which was ascribed to the strong chelate capability of phytic acid and Si-O-Si network derived from silane. Electrochemical test result indicated that the corrosion resistance of the coated magnesium alloy was about 27 times larger than that of the naked counterpart. In parallel, immersion test showed that the phytic acid/silane hybrid coating could induce CaP-mineralized product deposition, which offered another protection for magnesium alloy.     

AZ31B镁合金表面微弧电泳复合膜层微观结构及耐蚀性表征

采用微弧氧化技术在AZ31B镁合金表面制备陶瓷层,利用其表面多孔结构借助电泳技术沉积有机膜层,对比研究陶瓷层和复合膜层表面粗糙度、表面及截面形貌、电化学性能及划伤腐蚀特性。结果表明:陶瓷层表面放电微孔被电泳层完全填充并形成均匀膜层,复合膜层表面粗糙度明显降低;微弧电泳复合膜层腐蚀电流密度与陶瓷层和基体相比分别降低2个和4个数量级,极化电阻分别增大2个和4个数量级,腐蚀倾向降低;微弧电泳复合膜层电化学阻值与陶瓷层相比增加4个数量级,同时电容值降低4个数量级,耐蚀性显著提高;由于陶瓷层与电泳层的机械嵌合作用,复合膜层划伤腐蚀过程表现为基体腐蚀及陶瓷层与基体界面的破坏,复合膜层界面处结合完好。     

镁合金表面铈盐掺杂硅烷膜的腐蚀电化学行为

目的为进一步提升镁合金表面常规硅烷膜的耐蚀性能。方法在γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中掺杂0.50 g/L硝酸铈,采用简单化学浸渍处理,在AZ91D镁合金基体表面制备了铈盐掺杂硅烷膜。借助扫描电子显微镜(SEM)观察了铈盐掺杂前后硅烷膜的表面微观形貌,通过开路电位-时间曲线、电化学交流阻抗谱(EIS)和中性盐雾试验(NSS)研究了铈盐掺杂对5%Na Cl溶液中硅烷膜耐蚀性能的影响。结果铈盐掺杂硅烷膜比普通硅烷膜更厚且平整,其致密性、均匀一致性较好,完全覆盖了镁合金基体,已看不到磨痕。铈盐掺杂硅烷膜的稳定电位约为-1.31 V,且需要的稳定时间最长。铈盐掺杂硅烷膜具有更大的低频阻抗数值,有效遏制了侵蚀性粒子向镁合金基体的迁移和扩散,避免了镁合金基体发生阳极溶解反应。结论采用向硅烷溶液中添加硝酸铈的方法,能够在AZ91D镁合金表面制备出铈盐掺杂硅烷膜。由于铈离子在某种程度上修复了硅烷膜层中的微裂纹和缺陷,显著提升了硅烷膜的耐蚀能力。     

镁合金表面Ni+C涂层的耐腐蚀与耐磨性能研究

目的提高镁合金表面的耐腐蚀和耐磨损性能。方法采用非平衡磁控溅射离子镀技术与化学镀技术相结合,在GW83镁合金表面制备Ni+C复合膜层。通过扫描电子显微镜和拉曼光谱分析了薄膜的形貌、成分和结构。利用电化学和浸泡后ICP-AES测试,评价了该复合碳膜涂层的耐腐蚀性能。同时采用摩擦磨损试验获得Ni+C复合膜层的磨损寿命。结果 Ni+C复合膜层致密均匀,表面孔隙率极低,表面碳层为典型的类石墨膜并且含有大量的无序结构。相对于GW83镁合金来说,Ni+C复合膜层的存在导致在3.5%Na Cl溶液中的腐蚀电位正移了301 m V,腐蚀电流密度从186μA/cm2降低至11μA/cm2。浸渍后ICP-AES试验显示,Ni+C涂覆的镁合金GW83的金属离子释放量更低。摩擦磨损试验表明,Ni+C涂层的磨损寿命为7000 s,与镁合金基体相比,Ni+C复合涂层极大地提高了其磨损寿命。结论在该Ni+C复合膜层中,表面碳层较致密,与Ni层结合良好,显著提高了基体的耐腐蚀性能。此外由于存在较厚的Ni中间层,对膜层起到了较大的支撑作用,Ni+C复合膜层从而延长了基体镁合金的磨损寿命。