镁合金环保型阳极氧化膜的耐蚀性能研究

阳极氧化能够有效地提高镁合金表面的耐腐蚀性能． 以镁合金AZ91D 为研究对象,阳极氧化 过程采用绿色环保型电解液,该电解液不含铬、氟等有毒物质,但能显著改善镁合金AZ91D 的表面 耐腐蚀性能． 对试样采用扫描电镜、浸泡实验和电化学测试等手段进行表征和分析． 分析结果表明: 生成的阳极氧化膜为致密、多孔结构,且浸泡试验和极化曲线的结果都证明此方法下制得的阳极氧 化膜能够显著的提高镁合金的表面耐腐蚀性能．     

镁合金表面处理技术现状和发展趋势

多种表面处理技术应用于镁合金的防护上,以便改善镁合金的性能,扩大镁合金的应用领域,提高镁合金材料的使用寿命.论述了镁合金表面处理技术,包括化学氧化、阳极氧化、金属涂层、有机物涂层等研究和应用的现状;着重阐述了微弧氧化技术具有膜层与基体结合强度高、硬度高、耐磨性好、抗腐蚀能力强、热稳定性好等优点;概述了微弧氧化技术国内外研究与应用现状,并提出微弧氧化技术是镁合金表面处理的重点.     

镁合金表面处理新技术

镁及镁合金是一种极具发展潜力的轻质结构材料,但镁合金的耐蚀性较差,因此进行适当的表面处理以提高镁合金的耐蚀性能已成为目前研究的热点.镁合金表面强化处理新技术,主要有等离子微弧阳极氧化、加弧辉光等离子表面处理、离子束增强辅助沉积表面技术、化学转化膜、阳极氧化以及化学镀等表面处理方法.这些方法都具有各自的优点但也都存在一些不足,比如化学镀、阳极氧化、化学转化膜等表面涂膜均有涂镀层薄,结合强度低,容易剥落,膜层不致密,不均匀,处理液有污染等缺点;等离子微弧氧化虽能获得较厚结合较好的渗镀层,但镀层有表面疏松、表面粗糙等缺点;离子束增强辅助沉积表面技术虽然能在表面形成结合好的渗镀层,但设备昂贵,处理面积小,适用面小,产业化较困难.最后展望了镁合金表面处理的发展趋势.     

挤压比对6061铝合金耐腐蚀性能的影响

采用失重法、极化曲线探讨了不同挤压比下6061铝合金在不同环境下的耐腐蚀性能,利用光学显微镜、SEM观察铝合金的显微组织。结果表明:随着挤压比(=18、23、25)的增大,6061铝合金晶粒得到明显细化,经过阳极氧化处理后,铝合金表面形成的阳极氧化膜厚度随着挤压比增大而增加。在3%HCl溶液中,未经阳极氧化处理的铝合金,其耐腐蚀性能随着挤压比的增大而提高;而经过阳极氧化处理后,铝合金表面形成的阳极氧化膜在大的挤压比下更容易破损,耐腐蚀性能反而降低。在3.5%NaCl溶液中,未经阳极氧化处理的铝合金,其耐腐蚀性能随着挤压比增大而降低;经过阳极氧化处理后,挤压比越大,形成的阳极氧化膜越厚,对Cl-的阻挡作用就越明显,耐腐蚀性能也越好。     

Cl^-浓度和pH值对AZ31镁合金腐蚀行为的影响

研究了AZ31镁合金在不同Cl^-浓度和pH值的NaCI溶液中的腐蚀行为,从腐蚀形貌和腐蚀速率等方面对其进行了定性和定量描述。并对其腐蚀机理进行了探讨。经NaCl溶液腐蚀的AZ31镁合金呈现出明显的点蚀特征。随着Cl^-浓度的增大,金属的阳极溶解和局部腐蚀加剧,AZ31镁合金的腐蚀速率也急剧增加,腐蚀程度加重。同时,溶液pH值的增大有利于AZ31铁合金表面形成更稳定的Mg（OH）2钝化膜。于是,随着溶液pH值从7增大到12,AZ31镁合金的腐蚀速率减小,耐腐蚀性能增强。     

AZ31B镁合金表面微弧氧化涂层的制备及其封孔处理

采用微弧氧化法,以AZ31B镁合金为基体,在其表面制备均匀的微弧氧化涂层并对其进行封孔处理来提高其耐蚀性。通过扫描电子显微镜(SEM)及能谱分析(EDS)研究了微弧氧化涂层的表面形貌及元素组成,通过电化学测试及浸泡实验研究了涂层的耐腐蚀性能。结果表明:镁合金表面微弧氧化涂层呈现典型的多孔结构,涂层厚度约为2μm;当硅烷水解液中硅烷体积占比为10%时封孔效果最佳,涂层表面的孔洞可以被硅烷膜有效覆盖。经封孔处理后的试样的耐腐蚀性能得到大幅度提高。     

三聚磷酸钠对镁合金阳极氧化膜性能的影响

为进一步提高镁合金阳极氧化膜的耐蚀性,在NaOH+Na_2SiO_3+Na_2CO_3+C_(10) H_(16) N_2O_8基础电解液中添加三聚磷酸钠,对Mg_(97)Y_2Zn_1-1.5Al镁合金进行阳极氧化,研究三聚磷酸钠对镁合金阳极氧化过程、表面形貌及耐蚀性的影响.探讨三聚磷酸钠在镁合金阳极氧化中的作用机制.结果表明:三聚磷酸钠参与了阳极氧化过程,降低了击穿电压,平缓了最终电压的波动,对阳极氧化膜形貌以及耐蚀性能均有明显影响.当三聚磷酸钠浓度为0.12 mol/L时,阳极氧化膜孔隙细致均匀,膜层裂纹较少,耐蚀性能最佳.     

阳极氧化时间对Mg97Y2Zn1-0.5Al合金氧化膜性能的影响

随着阳极氧化技术的发展,在环保型电解液中良好的工艺条件能够改善阳极氧化膜层的耐蚀性能.采用以无污染的氢氧化钠、碳酸钠、硅酸钠、柠檬酸三钠为主要成分的电解液,以不同的阳极氧化时间对Mg₉₇Y₂Zn₁-0.5Al合金进行阳极氧化,对其表面形貌和腐蚀效果进行观察分析.结果表明：随着阳极氧化时间的增长,氧化膜表面缺陷先减少后增多,膜层的抗腐蚀性能先增强后减弱.当阳极氧化时间为20 min时,膜层表面孔洞较小,没有明显的缺陷,膜层较厚且光滑,膜层的抗腐蚀性能最佳     

电解液浓度对镁合金阳极氧化膜层硬度的影响

在由氨水、有机胺、Na2SiO3、Na2B4O7和添加剂组成的电解液中,以恒电流方式对AZ91D镁合金进行阳极氧化处理,并研究了电解液各组分浓度对AZ91D镁合金阳极氧化膜层硬度的影响规律.结果表明,电解液各组分浓度对膜层硬度有不同程度的影响:有机胺具有抑制火花放电、提高膜层硬度和降低膜层粗糙度的作用;Na2SiO3是提高膜层硬度的主要成分;氨水、Na2B4O7和添加剂对膜层硬度的影响较小.在该电解液体系下可以在镁合金表面沉积一层组织致密、显微硬度达400～500HV的氧化膜.     

金属材料的碳化腐蚀及防护研究进展

Fe-Cr-Ni合金的碳化导致合金内部形成碳化物,使合金的性能恶化,综述了碳化现象的特征和材料性能的变化,表面处理和氧化膜对碳化的防护作用,并讨论了腐蚀机理和腐蚀动力学。     

β钛合金微弧氧化膜制备及其在人体模拟液中腐蚀性能研究

采用微弧氧化技术在TiNbZrFe合金表面制备出含钙磷成分的多孔氧化膜,通过人体模拟液浸泡的方法诱导生成羟基磷灰石,并利用电化学阻抗谱（EIS）研究其在人体模拟液中浸泡不同时间后的耐腐蚀性能．结果表明,经400V电压微弧氧化后TiNbZrFe合金表面氧化膜的形貌与成分达到最优化,且明显有α-Ca3（PO4）2 相生成;α-Ca3（PO4）2 相能够起到良好的诱导生成羟基磷灰石（HA）的作用,在人体模拟液中浸泡1d后,通过XRD检测出有HA相生成,导致微弧氧化膜层表面的微孔被诱导生成物覆盖填充明显,较小微孔完全消失;随着浸泡时间的延长,经过微弧氧化膜诱导生成的HA涂层不断增厚,EIS结果表明其具有良好的隔绝渗透作用,能够阻碍腐蚀性介质在溶液和金属界面之间扩散和迁移,从而起到保护基体抗腐蚀的作用．     

铝合金磷酸盐体系微弧氧化技术研究进展

铝合金具有密度低、强度高、塑性好等优点,在航空航天、机械电子、车辆船舶等领域有着广泛的应用前景,但铝合金表面硬度低、耐蚀性较差,这限制了其更广泛的应用。采用磷酸盐电解液体系对铝合金表面进行微弧氧化处理生成氧化膜层,能够有效提高铝合金表面硬度、耐蚀性等性能,是近年来热门的表面处理技术。本文概述铝合金微弧氧化研究历程以及微弧氧化的机制,总结六偏磷酸钠、磷酸二氢钠等单一磷酸盐及其复合体系下铝合金微弧氧化在表面形貌、相组成、硬度厚度、耐蚀性方面的特点,指出目前磷酸盐体系下铝合金微弧氧化中存在一些问题,如因各牌号铝合金中Si、Zn、Mn等元素含量不同而导致的电解液作用机理不同、大型铝合金件局部区域微弧氧化处理困难从而导致处理后得到的微弧氧化膜层不均匀、铝合金微弧氧化膜层在一定厚度范围内会降低基体膜层的抗疲劳性等。今后的研究还需要在磷酸盐电解液体系中各组分的作用、电解液与基体铝合金作用的机理、基体铝合金各元素对微弧氧化过程的影响等方面继续探索。     

表面预制微槽对铸铝合金微弧氧化陶瓷膜结构和性能的影响

为了探索表面预制微槽对铸铝合金微弧氧化陶瓷膜微观结构及性能的影响,在ZL108铝合金表面制备微弧氧化膜层,采用扫描电镜、X射线衍射仪、数字显微硬度计、多功能表面性能测试仪、电化学工作站等对膜层形貌及性能进行测试。结果表明:相比光滑试样形成的氧化膜层,微槽试样表面形成的膜层较厚、结合力较大,但由于微槽位置放电集中,能量过高,导致膜层多孔疏松,使硬度和耐蚀性降低;虽然表面微槽使得膜层质量略有下降,但其能提高微弧氧化放电能量,增加成膜速率。     

镁合金电镀镍涂层的耐蚀性能

以化学镀镍作为保护层,对AZ91D镁合金进行直流电镀镍涂层以提高其耐腐蚀性能,并对镁合金表面两个不同厚度的镀镍涂层进行了比较.采用SEM对涂层的表面形态进行了研究.在X射线下纹理明显.镍涂层硬度约560VHN,远远高于AZ91D镁合金基底的硬度(约100VHN).电化学测量结果表明,在已经研究的镁合金涂层中,镍镀层有最低的腐蚀电流密度和最高的腐蚀电位.加速腐蚀实验中AZ91D镁合金镀镍具有很高的耐腐蚀性能.     

Synergistic Corrosion Inhibition Effect of Molybdate and Phosphate Ions for Anodic Oxidation Film Formed on 2024 Aluminum Alloy

In order to effectively improve the corrosion resistance of aluminum alloys, anodic oxidation technique was used to generate the oxide film. We investigated the influences of two inorganic corrosion inhibitors(ammonium dihydrogen phosphate and sodium molybdate) on the corrosion resistance of anodic oxidation films on 2024 aluminum alloy, and studied the synergistic effect of two corrosion inhibitors. The corrosion resistance of anodic oxidation film in 3.5 wt% NaCl solution was evaluated by electrochemical impedance spectroscopy(EIS) and potentiodynamic polarization curves. Results show that, after adding the single ammonium dihydrogen phosphate or sodium molybdate of 0.01 M to oxalic acid electrolyte, inhibition efficiencies of the anodized samples are 10% and 47%, respectively. However, in the presence of two inhibitors with the same concentration of 0.01 M, inhibition efficiency can be as high as 92%. Therefore, we observed the significantly synergistic corrosion inhibition effect of molybdate and phosphate ions for anodic oxidation film formed on 2024 aluminum alloy.     

烘烤对重铬酸盐封闭膜形貌和腐蚀行为的影响

铝合金阳极氧化后需进行封孔处理,烘烤极大的影响铝合金氧化膜的形貌和耐蚀性。本实验对2024铝合金阳极氧化经过重铬酸钾封孔处理后的膜进行烘烤研究。对烘烤过的试片与未烘烤的试片做电子显微镜表面形貌、激光共聚焦显微镜三维形貌及膜层的表面轮廓、膜的孔隙分布测试,且比较烘烤前后膜层的极化曲线。结果如下:铝合金阳极氧化重铬酸钾封闭后未烘烤膜的表面轮廓有很多非常深(深达18μm)、窄而细的孔,孔隙分布广而且密集;烘烤后封孔膜的孔隙深度降低,多孔层收缩变薄,孔隙分布稀疏。烘烤降低了重铬酸钾封闭膜的粗糙度且膜表面的凹坑有一定程度减少。从极化曲线看,烘烤后重铬酸钾封孔阳极钝化电流比未烘烤时低了几个数量级,说明烘烤提高了重铬酸钾封孔的铝合金的耐蚀能力。     

Initial corrosion behaviors of AZ91 magnesium alloy in the presence of SO2

The effects of SO2 on the initial atmospheric corrosion of AZ91D magnesium alloy were investigated in laboratory. Met-allographic observation, SEM (Scanning Electron Microscopy), XRD (X-ray Diffraction) and XPS (X-ray Proton Spectrograph) were used to analyze and discuss the initial surface morphology of corrosion layers and corrosion products. The corrosion rate of the alloy increases with increasing the content of SO2. The initial attack has the characteristics of localized corrosion and preferentially concentrates on a phase. MgO and Mg(OH)2 form at first, which provide a protective layer, then the existence of SO2 decreases the pH of the thin solution on the alloy, accelerates dissolution process, and promotes the formation of MgSO3·6H2O and MgSO4·6H2O, meanwhile cracks were found on the corrosion products with corrosion continuation. These soluble corrosion products and the cracks provide the paths for filtering oxygen and corrosion pollutants into the matrix, which results in severe localized co