老化时间对AZ31B镁合金铁氰化钾转化膜耐蚀性的影响

目的 在镁合金表面制备一种新型的化学转化膜,以提高其耐蚀性。方法 通过化学浸渍法,以铁氰化钾作为成膜主盐,在镁合金表面制备一层耐蚀性较好的化学转化膜,主要探究老化时间对AZ31B镁合金铁氰化钾转化膜耐蚀性的影响。利用扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）、X射线衍射仪（XRD）和能谱仪（EDS）对膜层表面形貌及组成进行分析表征,利用电化学方法和析氢实验研究转化膜的耐蚀性能,利用浸泡实验探究膜层的寿命。结果 镁合金基体表面生成了一层具有较少裂纹的膜层,膜层厚度约为20μm。XPS、XRD及EDS结果表明,膜层主要成分为Fe₄[Fe（CN）₆]₃。动电位测试结果显示,老化12 h的膜层耐蚀性最佳,相比于未经处理的镁合金试样,其自腐蚀电位正移了约1000mV,自腐蚀电流密度下降了约3个数量级。电化学交流阻抗结果显示,老化时间为12 h的电荷转移电阻（Rct）最大,为41 380Ω·cm²,相比于其他老化时间的试样有了显著的提升。析氢实验结果也证明,老化12h的铁氰化钾转化膜明显提高了AZ31B镁...     

含钇AZ91镁合金在连续浸泡与干湿交替环境中的腐蚀行为

研究添加不同含量稀土钇(Y)的AZ91镁合金在连续浸泡及干湿交替腐蚀环境中的腐蚀行为。结果表明:添加稀土Y的AZ91镁合金,腐蚀形貌转变为"丝状"腐蚀;在连续浸泡溶液环境中,腐蚀沿着同一条"丝"发展。而在干湿交替腐蚀环境中,腐蚀主要在湿环境下产生和发展,在干环境下停滞。重新置入湿环境时,旧的腐蚀"丝"不会明显发展,而会形成新的腐蚀"丝",镁合金表面"丝状"腐蚀数量随干湿交替循环腐蚀次数增加而增多。"丝状"腐蚀形貌的形成是由于稀土添加降低了Al元素在晶界上的分布,使得表面析氢腐蚀不易受到阻碍,腐蚀以"腐蚀丝"末端持续析氢向前发展。电化学阻抗测试结果表明:干湿交替腐蚀环境中的电荷转移电阻明显低于连续浸泡环境中对应的电荷转移电阻,这是因为干湿交替过程中,薄液膜的存在延长了镁合金的析氢时间,而干环境的干燥作用破坏了镁合金表面膜的完整性。     

二次电压对AZ91D镁合金微弧氧化封孔的影响

目的提高镁合金微弧氧化膜层的耐蚀性。方法在锆盐体系电解液中对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,通过调节二次电压对AZ91D镁合金微弧氧化膜层的孔隙进行封闭,采用XRD、SEM和电化学测试分别对微弧氧化膜层的物相、表面形貌和耐蚀性进行了研究。结果二次电压对膜层的相成分没有影响,主要相组成为MgO、MgF_2、ZrO_2、Mg_2Zr_5O_(12)。随着二次电压的升高,膜层表面放电微孔孔径先减小后增大,孔隙率先降低后升高。与没有二次电压相比,施加二次电压的腐蚀电流降低2~3个数量级,极化电阻升高1~2个数量级,耐蚀性明显提高,且当二次电压为160 V时,膜层的极化电阻最高,耐蚀性最好。结论二次电压能够对AZ91D镁合金微弧氧化膜层的孔隙进行封闭,进而阻止腐蚀液通过微孔进入基体,提高膜层的耐蚀性。     

微弧氧化处理对AZ91D镁合金腐蚀行为的影响

采用碱性硅酸盐溶液,在AZ91D镁合金试样表面制得微弧氧化膜,并利用电化学阻抗方法对镁合金及微弧氧化处理试样在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为进行比较研究.结果表明,镁合金经微弧氧化处理后,腐蚀电位和膜层阻抗均有一定程度的提高.但在浸泡过程中,微弧氧化处理试样的电化学参数呈现出不同的变化规律,初期波动较大,后期则逐渐降低,趋向稳定.     

镁合金微弧氧化膜耐蚀性表征方法的对比研究

制备结构、性能相近的AZ91D镁合金微弧氧化膜,通过浸泡、点滴及电化学实验表征膜层的耐蚀性,并结合SEM分析膜层腐蚀前后的表面形貌。本研究中6种耐蚀性检测方法的结果均表明：AZ91D镁合金经微弧氧化处理后耐蚀性显著提高; 失重与增重现象的共存使浸泡实验不能准确评定微弧氧化膜层耐蚀性的优劣; 点滴实验可以较快较准确地反映膜层的耐蚀性,但采纳点滴液开始变色的时间点为评价依据更合适,且测试耐蚀性较好的膜层时,点滴液中硝酸的含量提高到标准中的至少两倍时,才能达到快速检测的目的; 循环伏安、Tafel 极化、开路电位和电化学阻抗谱4种电化学实验能反映诸如腐蚀电位、腐蚀电流密度、阻抗值等更多的信息,可以进一步研究膜层的耐蚀原因。膜层的耐蚀性除了与膜厚、化学成分有关外,还与微观结构膜层内部和表面的密切相关。     

AZ31B镁合金表面微弧氧化-溶胶凝胶复合膜层干、湿热交替条件下耐蚀性研究

采用微弧氧化与溶胶凝胶技术在AZ31B镁合金表面制备微弧氧化-溶胶凝胶复合膜层,并于干、湿热交替盐雾腐蚀环境下,对复合膜层的耐蚀性进行研究。结果表明,随腐蚀时间的延长,复合膜层宏观表面出现白色斑点,且斑点数量逐渐增多。微观形貌分析表明,试样原始复合膜层表面存在一定数量的微裂纹及孔洞,随干、湿热交替盐雾腐蚀的进行,复合膜层表面局部应力状态发生变化,膜层表面微裂纹及孔洞减少、减小,裂纹边缘处复合膜层有轻微剥落现象。在干、湿热交替腐蚀环境中,复合膜层划格实验评级结果均为0级,膜基结合状态良好;电化学分析表明,在腐蚀实验过程中腐蚀电位未发生明显改变,均保持在约-1.43 V,复合膜层具有良好的耐蚀性。     

微弧氧化增强镁合金钼酸盐转化膜层的制备

目的提高钼酸盐转化膜的耐腐蚀性能,制备微弧氧化增强的钼酸盐膜层。方法采用化学转化法和微弧氧化法在AZ91D镁合金表面制备钼酸盐转化膜、微弧氧化膜和微弧氧化增强的钼酸盐膜层,研究了膜层的电化学行为和腐蚀失重情况,利用SEM、EDS、XRD和激光共聚焦显微镜对膜层的表面形貌、元素组成、物相组成和粗糙度进行分析。结果 XRD分析表明,钼酸盐膜层经过微弧氧化处理后,所得膜层较微弧氧化膜层多出新相MoSi_2。钼酸盐转化膜层经过微弧氧化处理后,相比于微弧氧化膜层,表面变得平整光滑,孔洞微粒变小,粗糙度降低。钼酸盐转化膜经过微弧氧化处理后,在3.5%NaCl溶液中浸泡48 h,膜层失重最低。通过电化学测试,微弧氧化增强钼酸盐膜层的腐蚀电位较钼酸盐转化膜的腐蚀电位正移0.643 V,较微弧氧化膜的腐蚀电位正移0.419 V,腐蚀电流密度较钼酸盐转化膜降低了3个数量级,较微弧氧化膜降低了1个数量级。结论钼酸盐转化膜经过微弧氧化处理后,膜层的耐腐蚀性能优于钼酸盐转化膜和微弧氧化膜,使镁合金的应用前景有所提高。     

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。     

植酸转换膜对AZ31镁合金电化学腐蚀性能的影响

镁合金的耐腐蚀性能不理想,从而严重阻碍了镁合金大规模的商业应用。在商用AZ31镁合金表面制备了植酸转换膜,采用扫描电镜、能谱仪、电化学工作站等进行了合金电化学腐蚀性能的检测。结果表明,表面制备的植酸转换膜显著改善了商用AZ31镁合金的电化学腐蚀性能;与未经表面处理的商用AZ31镁合金相比,制备了植酸转换膜的AZ31镁合金在20℃电解液中的开路电位和腐蚀电位分别正移185 m V、238 m V;在质量分数为5%的KOH电解液中的开路电位和腐蚀电位分别正移221 m V、218 m V。     

铝阳极氧化膜的硫酸钇脉冲封闭

研究了硫酸钇脉冲封闭对工业纯铝阳极氧化膜受热开裂行为及电化学行为的影响.利用扫描电子显微镜(SEM)观察了沸水封闭和钇盐脉冲封闭后阳极氧化膜的表面和截面形貌.利用电化学交流阻抗谱(EIS)和极化曲线研究了两种封闭方法的电化学腐蚀行为.结果表明,通过硫酸钇脉冲封闭,可以将钇元素引入到氧化膜中.与沸水封闭氧化膜加热后表面出现了宽度达1 μm的粗大的裂纹相比,硫酸钇封闭的氧化膜表层更加致密,其多孔层孔壁的加粗、孔隙减小,氧化膜显微硬度明显提高,使得氧化膜在加热后仅出现一些细小的微裂纹.从交流阻抗结果可以看出,硫酸钇封闭氧化膜的Rp值是沸水封闭氧化膜的1.43倍,极化曲线结果表明,经过钇盐封闭后,氧化膜的自腐蚀电位比沸水封闭的试样正移约280 mV,自腐蚀电流密度降低为沸水封闭试样的0.41.钇盐封闭的氧化膜在NaCl溶液中的耐蚀性能也有显著提高.     

AZ31镁合金表面含纳米羟基磷灰石微弧氧化涂层的制备及性能研究

目的改善AZ31镁合金的耐腐蚀性能及生物活性。方法使用微弧氧化技术,分别在以六偏磷酸钠为主盐的电解液和以六偏磷酸钠为主盐、以纳米羟基磷灰石(HA)为添加剂的电解液中,在AZ31镁合金表面制备了微弧氧化涂层。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)表征了涂层的微观形貌、元素特征和相组成。通过电化学方法和浸泡实验考察了涂层的耐蚀性。通过细胞实验评价了两种涂层的细胞相容性。结果电解液中的HA可以进入到微弧氧化涂层中,含HA的微弧氧化涂层较不含HA的更致密,且有封孔现象。电化学方法及浸泡实验结果表明,含HA的微弧氧化涂层的耐腐蚀性能更好。细胞表面粘附实验和细胞增殖实验也表明,经表面纳米HA微弧氧化处理后的AZ31镁合金生物相容性更好,且对MC3T3-E1细胞的增殖有促进作用。结论六偏磷酸钠电解液中添加纳米HA,可以在AZ31镁合金表面制备出含HA的微弧氧化涂层,且其耐腐蚀性能和生物活性均优于不含HA的微弧氧化膜。     

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.     

医用镁合金表面肝素/蒙脱石涂层耐蚀性研究

目的 为解决镁合金血管支架使血管内皮化、造成再狭窄等问题,在AZ31镁合金表面制备具有抗凝特性的肝素(HS)/蒙脱石(MMT)复合涂层,并研究其耐蚀性能.方法 采用水热法在AZ31镁合金表面制备钠蒙脱石(Na-MMT)涂层,在此基础上通过浸泡法以蒙脱石为载体,制备肝素/蒙脱石复合涂层.利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)对所得涂层进行表面分析,通过电化学分析和析氢速率测定研究涂层的耐蚀性.结果 表面分析结果显示,通过水热法和浸泡法得到了均匀致密的HS-MMT涂层,厚度为41?m.HS-MMT涂层的EDS元素分析图中出现了N、S及蒙脱石的基本元素,同时该涂层的FT-IR和XRD图出现了肝素及蒙脱石的特征峰.耐蚀性研究显示,与AZ31镁合金相比,HS-MMT涂层的自腐蚀电位升高了0.29 V,腐蚀电流密度降低了2个数量级,且其平均析氢速率为0.016 mL/(cm?h),仅为AZ31镁合金平均析氢速率的18％.结论 采用水热法和浸泡法在AZ31镁合金表面成功制备了HS-MMT涂层,该涂层具有良好的耐蚀性能,为镁合金血管支架的研究提供了一种新方案.     

镁合金AZ31表面无铬磷酸盐转化膜的制备、结构及性能

用化学沉积的方法在镁合金AZ31表面获得了无铬、无氟和无亚硝酸盐的环保型化学转化膜。 SEM,\linebreak EDS及XRD分析表明,以磷酸盐和无氟添加剂为主要成分,在镁合金AZ31表面获得了致密、均匀和无网状裂纹的磷化膜。磷化膜厚度为12μm~15 μm,主要物相为MnHPO₄•2.25H₂O, 主要元素成分为O,Mg,P,Mn和Al。磷化后的镁合金AZ31通过中性盐雾测试(NSS),72 h后未见腐蚀现象,浸涂氨基烘漆后的NSS测试达到204 h未见明显腐蚀,结果表明磷化膜具有良好的耐蚀性能。电化学极化曲线测试结果显示, 磷化后镁合金AZ31的E_corr比未处理的正移111 mV,I_corr至少降低了三个数量级,磷化膜通过抑制阳极溶解和阴极析氢过程,有效地提高了镁合金AZ31的耐蚀性能。     

镁合金表面等离子喷涂Al2O3-TiO2陶瓷涂层的耐腐蚀性研究

采用等离子喷涂技术在AZ31镁合金表面制备Al2O3-13％TiO2陶瓷复合涂层,对涂层的微观组织进行了观察分析,测试了涂层的表面硬度.通过极化曲线和浸泡腐蚀试验,对比研究了镁合金基材及喷涂陶瓷涂层的试样在5％ NaCl溶液中的耐腐蚀性能.结果表明:涂层镁合金试样的硬度和耐腐蚀性优于基体镁合金,但当腐蚀液透过涂层孔隙时...     

AZ31B镁合金钒/硅烷复合转化膜的制备与表征

目的 改善钒酸盐转化膜表面形貌,提高单一钒酸盐转化膜的耐蚀性能。方法 使用偏钒酸盐和硅烷通过两步法在镁合金表面制备钒/硅烷复合转化膜,比较不同硅烷制备的复合膜的耐蚀性能,从而确定使用硅烷的种类,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶红外光谱(FT-IR)观察转化膜的微观形貌并分析转化膜的组成和结构,通过交流阻抗测试(EIS)、Tafel极化曲线测试和全浸腐蚀实验评价转化膜的耐蚀性能,并采用划格实验和接触角测试评价转化膜的结合力和疏水性。结果 确定使用BTEPST(双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物)作为成膜组分,使用偏钒酸钠和BTESPT在镁合金表面成功制备钒/BTESPT复合膜,复合膜表面均匀平整,致密无裂纹,与基体结合力好,具有疏水性,该复合膜的组成元素为Mg、V、C、O、Si和S,且元素分布较均匀,膜层是包含Si—O—S、Si—O—Mg、Si—O—V等共价键的交联结构。交流阻抗测试结果显示,钒/BTESPT复合转化膜的膜层电阻为1.17×10⁵?·cm²,电荷转移电阻为1.076×1...     

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。     

锡酸盐转化前处理对镁合金化学镀镍镀层的影响

目的利用锡酸盐转化膜中间层避免化学镀镍镀层与金属基体的直接接触,降低其产生原电池腐蚀的趋势,提高镁合金化学镀镍层的耐蚀性及稳定性。方法采用锡酸盐化学转化膜技术在AZ31镁合金表面制备锡酸盐转化膜层,然后通过直接化学镀镍技术在该膜层上沉积Ni-P镀层。利用SEM、EDS、浸泡析氢、电化学测试等手段,研究了复合镀层的显微结构、相组成、耐蚀性。结果锡酸盐转化膜由细小均匀的球形颗粒堆积而成,颗粒之间存在空隙,为直接化学镀镍时镍磷的初始沉积提供了可能。化学转化膜表面沉积的化学镀镍层均匀致密,形成典型的胞状结构。基体-化学转化膜-化学镀Ni-P合金层三者之间的结合良好,保证了复合镀层优良的耐蚀性能。结论化学镀Ni-P层能够在不经过钯活化处理的条件下直接在锡酸盐转化膜上沉积,锡酸盐转化膜中间层避免了Ni-P阴极性镀层与阳极性镁基体的直接接触,降低了Ni-P镀层局部缺陷对整体防护效果的影响,提高了镀层的耐蚀性及耐久性。     

模拟海洋环境中Ni-Co合金镀层对AZ91D镁合金的腐蚀防护研究

目的提高AZ91D镁合金的腐蚀防护性能。方法采用化学镀前处理在AZ91D镁合金表面制备一种保护性的Ni-Co合金镀层。分别采用环境扫描电镜(ESEM)、X射线衍射(XRD)和能量散射谱(EDS)分析合金镀层的表面形貌、微结构特点和化学成分。采用动电位极化(PC)和电化学阻抗谱(EIS),分析测试在模拟海洋环境(中性3.5%Na Cl溶液)中Ni-Co合金镀层对AZ91D镁合金的腐蚀防护性能。结果镁合金表面化学镀Ni-P镀层均匀覆盖,晶粒生长较致密,表面呈菜花状形貌,Ni-P镀层中P质量分数约为5.6%。Ni-Co合金镀层表面均匀且呈金字塔状形貌,形成了面心固溶体(FCC),镀层中Co质量分数约为31%。Ni-P镀层和Ni-Co合金镀层的厚度分别约为11μm和19μm。在模拟海洋(中性3.5%Na Cl溶液)环境中,镁合金裸基体、化学镀前处理Ni-P镀层、Ni-Co合金镀层的腐蚀电位分别为-1485、-372、-284 m V,其腐蚀电流密度分别是3.4×10-5、1.8×10-6、2.9×10~(-7) A/cm2,所拟合的电荷转移电阻分别为4.72×103、1.70×104、2.06×106?/cm2。结论化学镀前处理Ni-P镀层可为镁合金提供较好的腐蚀防护,Ni-Co合金镀层能够为镁合金提供更显著的腐蚀防护。     

磁控溅射镀钛提高 AZ31 镁合金耐磨耐蚀性能的研究

目的提高AZ31镁合金的耐磨及耐腐蚀性能。方法采用磁控溅射技术对镁合金进行表面镀钛处理,用扫描电镜研究膜基界面形貌及界面成分,分析结合性能。通过摩擦磨损试验,对比分析镁合金基体和镀Ti膜样品的耐磨性能;通过Tafel极化曲线,对比分析镁合金基体和镀Ti膜样品的耐蚀性能。结果 Ti膜均匀致密,与镁合金基体结合良好。镁合金镀Ti膜后,摩擦系数和磨损失重率下降,腐蚀电位向正方向移动了430 m V,腐蚀电流密度从10.83 m A/cm2下降到2.62×10-7m A/cm2。结论磁控溅射镀Ti膜提高了AZ31镁合金的耐磨和耐蚀性能。