AZ31镁合金钕基转化膜工艺与耐蚀性能研究

研究了AZ31镁合金钕基转化膜的制备工艺,并对膜层形貌、化学组成和耐腐蚀性能进行了分析。通过正交优化得到了钕基转化膜的4个工艺条件的最佳水平组合为Nd(NO3)3浓度为5g/L,H2O2浓度为5mL/L,成膜时间9min,成膜温度40℃。结果表明,采用最佳工艺得到的钕基转化膜层均匀且致密,其主要成分是Nd2O3和少量MgO。通过动电位极化曲线和析氢实验研究了钕基转化膜层对AZ31镁合金在3.5%(质量分数)NaCl溶液中耐蚀性能的影响,结果表明,钕基转化膜可以大大降低AZ31镁合金的腐蚀速率,当Nd(NO3)3浓度为5g/L时,钕基转化膜的腐蚀电流密度最小,耐腐蚀性能最好。     

成膜温度对镁合金镧盐转化膜耐蚀性的影响

为了探究镁合金表面单纯镧盐转化膜的最佳成膜温度,采用不同成膜温度在镁合金表面制备了镧盐转化膜,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对膜层表面形貌及成分组成进行观察分析,采用点滴试验和电化学方法对膜层耐蚀性能进行了探究.结果 表明:镁合金试样表面生成了镧盐转化膜,不同成膜温度所得试样的表面存在大小不一的裂纹,其中20 ℃获得的镧盐转化膜表面裂纹最少;EDS结果表明镁合金表面形成的镧盐转化膜主要组成为La和O元素,XRD结果表明转化膜主要组成是氢氧化镧;点滴试验结果显示20℃获得的镧盐转化膜耐蚀效果最好,电化学测试结果与点滴试验结果存在一致性,相对未处理镁合金试样,自腐蚀电位正移了865 mV,自腐蚀电流密度下降了4个数量级,阻抗模量增加了约4个数量级.     

成膜时间对镁合金表面Ce-Mn转化膜组织及耐蚀性的影响

以四硼酸钠为添加剂,Ce(NO3)3-KMnO4为主要成膜剂,室温下在AZ91镁合金表面制备了Ce-Mn转化膜。基于优化的成膜剂浓度比,主要研究了成膜时间对膜层组织和耐蚀性的影响。结果表明转化膜层主要由O、Mg、Al、Mn、Ce等元素组成,随成膜时间延长,膜层不断增厚,且产生裂纹甚至膜层剥落。Ce(NO3)3/KMnO4浓度比较低时成膜速率较慢,膜层中Ce/Mn原子较小,但膜层的电化学性能较优。开路电位随成膜时间延长呈现先急剧增大,后缓慢增加并在2min后趋于平稳的趋势。室温下处理2min即可获得组织致密且耐腐蚀性能较好的转化膜,与基体相比,经配方A和B成膜后的试样,其自腐蚀电流密度由34.099μA/cm2分别下降到0.822和1.367μA/cm2,电阻由0.64kΩ.cm2分别增大到32.01和20.96kΩ.cm2。     

镁合金表面钼酸盐转化膜的制备及其耐蚀性能

钼酸盐毒性低,有良好的缓蚀性能,可代替有毒的铬酸盐用于镁合金表面的耐蚀处理。采用正交试验优选了钼酸盐转化工艺中的Na2MoO4.2H2O浓度、NaH2PO4.2H2O浓度、pH值、成膜温度和时间,考察了压铸AZ91D镁合金在优化工艺条件下所得钼酸盐转化膜的耐蚀性能,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和中性盐雾腐蚀试验(NSS)等手段研究了转化膜的组成和形貌。结果显示:钼酸盐转化膜主要由Mg,A l,Mo,P和O等元素构成,膜层较为平整、均匀、致密,并存在一些不规则的微裂纹;钼酸盐转化膜有效地提高了AZ91D镁合金的耐蚀能力。     

H_2O_2对AZ91D镁合金表面铈转化膜形成及耐腐蚀性能的影响研究

对AZ91D镁合金表面铈转化膜的制备条件及膜的结构进行了研究,结合SEM、EDS、Tafel、EIS等分析手段,在室温(24±3)℃,硝酸铈浓度0.02mol/L,成膜促进剂H2O2的添加量为5mL/L,成膜时间10min时,可获得耐腐蚀性较好的转化膜。对此条件下制备的铈转化膜的结构进行了分析,研究认为,转化膜分3层结构:(1)蜂窝状结晶层,主要含有Mg、Al、Ce的氧化物或氢氧化物;(2)封孔致密层,主要含有大颗粒状Mg、Ce的氧化物或氢氧化物;(3)类凝胶层,主要含有类凝胶状Mg、Ce的氧化物及氢氧化物。     

室温下AZ91镁合金Ce－Mn化学转化液配方的优化

为了进一步探明镁合金Ce－Mn化学转化液添加四硼酸钠后各组分的最佳含量,采用正交试验从膜自腐蚀电流和钝化区间角度优化了以Ce（NO3）,为主盐、KMnO4为氧化剂、四硼酸钠为添加剂的镁合金Ce－Mn转化膜的成膜液组分。用极化曲线研究转化膜的耐腐蚀性能,并用扫描电镜（SEM）及能谱仪（EDS）对转化膜的微观形貌和成分进行分析。结果表明：最佳成膜液配方为5～8g/L Ce（NO3）3,1．6—2．0g／LKMnO4,0．2～0．5g/L四硼酸钠;镁合金经该成膜液处理后表面形成均匀的转化膜,自腐蚀电位正移、自腐蚀电流密度降低,对镁合金起到了良好的防护作用。     

镁合金无铬化学转化工艺研究

镁合金的耐蚀性差,用铬酸盐法处理污染环境.用正交试验法研究了一种适合于AZ91D镁合金的无铬化学转化膜成膜工艺,可获得白色均匀的膜层.优选了转化液组分含量、pH值及转化时间等工艺条件,用扫描电镜和X射线衍射法观察分析了转化膜的微观形貌和相结构,用点滴法和盐水浸泡法对膜层耐蚀性能进行了评价,并与铬酸盐转化膜进行了比较,二者耐蚀性相当.     

转化时间对AZ31镁合金钒锆转化膜性能的影响

镁合金经化学转化处理后能显著提高其耐蚀性和涂装性,为了解转化时间对转化膜成膜及其性能的影响,以NaVO3和K2Zr F6作为转化处理液的主盐,在AZ31镁合金表面制备了新型环保的钒锆化学转化膜,系统研究了转化工艺参数中的转化时间对转化膜成膜和性能的影响。通过膜层测厚、耐点滴试验以及结合力试验对不同转化时间下的钒-锆转化膜进行了性能分析,运用金相显微镜、扫描电子显微镜和能谱分析了转化膜的形貌和成分,采用电化学工作站测试了极化曲线,进一步研究了转化膜的电化学性能。结果表明:转化时间为25 min时,膜层表面均匀平整,转化膜的耐腐蚀能力以及与基体的结合能力最佳。膜层的主要防护成分由V、Zr、Mg、O、F、C元素组成。     

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。     

镁合金V-Ce转化膜的制备及性能

为了提高偏钒酸铵、氟硅酸盐转化液制备的镁合金表面无铬转化膜的耐蚀性能,在该转化液中加入硝酸铈制备了V-Ce复合转化膜。采用单因素试验对转化液中的有效耐蚀成分偏钒酸铵和硝酸铈的浓度和反应条件进行了优化;采用扫描电镜和能谱分析转化膜的形貌和成分,采用中性盐雾试验考察了膜层的耐蚀性能。结果表明:最佳转化膜成膜条件为1.20 g/L偏钒酸铵、0.24 g/L氟硅酸盐、4.00 g/L硝酸铈,pH值为2.0~3.0,50℃,20~30 min;最佳条件获得的转化膜主要由24%V,17%Ce,13%Mg,16%O(质量分数)组成,转化膜中的无定形结构和高含量的耐蚀钒、铈氧化物成分使其耐蚀性能显著提高,转化膜自腐蚀电位较基体正移了141mV,腐蚀电流密度仅为基体的1/26,耐盐雾时间达72 h。     

2种配位剂对镁合金化学镀镍锡磷合金的影响

在镁合金上以硫酸镍和锡酸钠为主盐沉积了镍锡磷镀层.探讨了在碱性镀液中,以柠檬酸钠和碳酸钠为配位剂对化学镀镍锡磷镀层性能的影响.结果表明:此三元合金镀层为非晶态,含2.48%Sn,8.51%P,平整致密;柠檬酸钠与镍生成了稳定常数大的配位化合物,有利于镀层的快速生长;锡元素的加入增强了二元镍磷合金的耐蚀性.     

镁合金化学转化膜的耐腐蚀性研究

在50g/L KMnO4和100g/L Na3PO4组成的基础化学转化溶液中添加6 g/L缓蚀剂,在AZ31镁合金上获得了化学转化膜.用植酸作为转化处理液,分析了pH值、温度、转化时间及植酸用量(质量分数)对AZ31合金成膜及耐蚀性的影响,SEM观察表明,植酸膜经3.5%的NaCl溶液浸蚀后有一定的自愈合能力.这两种方法获得的转化膜均比铬酸膜光滑、致密均匀.     

温度对AZ31B镁合金植酸转化膜性能的影响

为了探讨转化温度对镁合金防腐蚀性能的影响,应用析氢试验、Tafel分析法及SEM,EDS,FTIR研究了不同植酸液温度所形成的转化膜的防腐蚀性能及表面微观形貌、元素组成及官能团构成。结果表明转化温度对镁合金植酸转化膜的防腐蚀性能有较大的影响：在较低范围内,转化膜的防腐蚀性能随着温度的升高而增加,转化温度为40℃时,转化...     

Effect of surface coating on antibacterial behavior of magnesium based metals

Antibacterial behaviors of magnesium (Mg) based metal, pure Mg and AZ31 alloy, with and without surface coatings were studied. The results indicated that both pure Mg and AZ31 alloy had strong antibacterial effect against Escherichia coli and Staphylococcus aureus with rapid increases of pH values of the bacterial suspensions. Pure Mg with porous silicon-contained (Si) coating by micro-arc oxidation still maintained its antibacterial ability while with a mild increase of the pH value. However, pure Mg and AZ31 alloy with fluorine-contained (F) and Si coatings by chemical conversion, respectively, lost their antibacterial abilities with nearly no change of the pH values, owing to the much dense coatings on surfaces.     

稀土元素对镁合金微弧氧化的影响

分别在磷酸盐和硅酸盐两种体系中研究了不同稀土元素对镁合金微弧氧化的影响.结果表明,提高钕盐浓度可以改善氧化膜的外观、厚度和耐蚀性能.镁合金浸泡在稀土盐溶液中表面能形成稀土转化膜.用稀土转化膜取代镁合金表面的自然氧化膜进行微孤氧化处理,获得的陶瓷层分布更加均匀,表面更为光滑致密.用5%NaCl溶液浸泡48 h的对比腐蚀试验表明,用稀土盐溶液浸泡预处理过的试样耐蚀性显著加强.     

AZ91D镁合金有机复合涂层的腐蚀防护性能

AZ91D镁合金易腐蚀,单项处理防腐蚀效果不大。先分别对其作无铬转化和微弧氧化预处理,再阴极电泳底层,最后喷涂面漆,获得了无铬转化层/阴极电泳层/有机涂层和微弧氧化层/阴极电泳层/有机涂层。采用附着力及铅笔硬度测试、盐雾试验、电化学试验对2种有机复合涂层的形貌、多种性、防腐蚀效果及其机理进行了探讨。结果表明:2种有机复合涂层都能显著提高AZ91D镁合金的耐腐蚀性能,使其自腐蚀电位分别约提高130 mV和80 mV,腐蚀电流密度约降低40%和70%,极化电阻约提高4倍和7倍;2种涂层的附着力达到1级以上,铅笔硬度达到7 H以上;微弧氧化预处理后获得的有机复合涂层的腐蚀防护效果比无铬转化预处理的好。     

预处理对镁合金磷酸盐化学转化膜的影响

镬合金在磷酸盐化学转化膜处理前进行预处理,可以提高其转化膜的防腐蚀能力,增强转化膜与底层的结合力.为此,研究了3种预处理的影响,并与未预处理的状况进行了比较.利用扫描电子显微镜(sEM)、X射线衍射仪(XRD)以及全浸湿等分析试验手段,研究了4种不同的预处理对镁合金磷酸盐化学转化膜层的表面形貌、物相以及抗腐蚀性能的影响.结果表明:经过工艺为NaOH+NaF/HF+C2H6O2/NaOH的表面预处理可以使磷酸盐膜层更光滑、致密,抗腐蚀性能更好.     

AZ31B镁合金铈基-植酸复合转化膜研究

为了进一步提高镁合金转化膜防腐性能的影响,将铈基转化复合于在AZ31B镁合金植酸转化膜表面,制备了一种铈基一植酸复合转化膜,应用析氢实验、Tafel分析方法及SEM、EDS对AZ31B镁合金不同转化膜的防腐性能及表面微观结构及成份进行了研究。结果表明复合转化膜表面主要由C、O、P、Ce、Mg及Al元素所组成,复合转化膜相比于植酸转化膜及铈基转化膜具有更好的致密性,从而复合转化膜相比于植酸转化膜及铈基转化膜具有更好的防腐性能。     

电解液对微弧氧化陶瓷膜结构与耐蚀性的影响

在3种不同的电解液体系中，利用微弧氧化技术在AZ91D镁合金表面原位生长了陶瓷膜．通过扫描电镜、X射线衍射、电化学分析等方法研究了陶瓷膜的形貌特征、相结构及耐府蚀性能．研究表明，在相同反应条件下，不同电解液体系中生成的陶瓷膜结构和性能不同，硅酸钠体系中生成的陶瓷膜厚度大、偏铝酸钠体系中生成的陶瓷膜较薄，偏铝酸钠与硅酸钠的混合体系中生成的陶瓷膜致密、耐腐蚀性能较好．三体系中生成的陶瓷膜中都含有MgO，偏铝酸钠体系陶瓷膜中含有MgAl2O4、硅酸钠体系中含有Mg2SiO4，混合体系中则这两种物质都存在．