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,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～15μm,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）,72h后未见腐蚀现象,浸涂氨基烘漆后的NSS测试达到204h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111mV,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AZ91D无铬磷化膜的形貌及其耐蚀性能

以磷酸盐、植酸为主要成分,通过化学沉积的方法在镁合金AZ91D表面获得了无铬磷化膜。经SEM分析表明,膜层存在均匀微裂纹,膜厚为6～10μm;中性盐雾试验,磷化样品72h未见腐蚀现象;电化学极化曲线测试,磷化后镁合金的Ecorr比未处理的正移150mV,Jcorr降低了3个数量级,分析结果进一步证实,磷化膜有效地提高了镁合金AZ91D的耐蚀性能。     

AZ31B镁合金磷化工艺研究

应用Tafel极化曲线分析方法,对在不同磷化时间及不同磷化温度条件下磷化的AZ31B镁合金的防腐性能进行了研究,此外还研究了磷化膜的存在对AZ31B镁合金表面环氧涂层防腐性能的影响.研究结果表明:磷化时间及磷化温度对AZ31B镁合金磷化膜的防腐性能有较大影响,其最佳磷化时间为5min,最佳磷化温度为50℃.在最佳条件下,磷化膜的腐蚀电流密度最小,腐蚀电位明显正移,且极化电阻最大.此外,磷化膜的存在使环氧涂层在AZ31B镁合金表面的腐蚀电流密度下降了3个数量级,腐蚀电位正向移动了588mV,即磷化膜可提高环氧涂层在AZ31B镁合金表面的防腐性能.     

AZ31镁合金表面聚多巴胺膜的一步制备及腐蚀行为研究

利用简单的一步浸渍沉积,直接在AZ31镁合金表面制备了聚多巴胺膜层。用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察了膜层的形貌,用X射线光电子谱(XPS)对膜层成分进行了分析,用动电位极化曲线对膜层的腐蚀行为进行了研究,并通过胶带实验对膜层与基体的结合性能进行考察。结果表明,通过调整实验参数,经一步浸渍法能在镁合金表面制备完整的聚多巴胺膜层,膜层与AZ31镁合金基体结合良好,在SBF溶液中能提高镁合金的耐蚀性能。     

AZ31镁合金表面磷化工艺研究

研究了AZ31镁合金表面的磷化处理工艺,分析了磷化时间和封孔处理对镁合金表面磷化膜耐腐蚀性能的影响,并利用金相显微表面分析、腐蚀电位及极化曲线测量、腐蚀失重试验等方法评价了磷化膜的耐腐蚀性能.研究结果表明,磷化处理可以显著改善AZ31镁合金的耐腐蚀性能,并且随着磷化时间的增加,镁合金表面磷化膜的耐腐蚀性能不断得到提高;封孔处理可以有效地封闭镁合金表面磷化膜中残留的腐蚀活性通道,进一步提高镁合金表面磷化膜的耐腐蚀性能.     

AZ31镁合金表面磁控溅射沉积铝膜研究

在AZ31镁合金表面采用直流磁控溅射技术沉积铝膜,通过能谱分析仪、原子力扫描显微镜和LK9805电化学分析仪分别研究了铝层的成分分布、形貌和耐蚀性能。结果表明:在镁合金表面沉积形成晶粒细小且均匀分布的致密铝镀层;铝层和基体之间存在混溶的过渡层,且与基体镁合金结合良好,表现出一定的耐蚀性能。铝镀膜有利于镁合金表面防护层的形成,减小其腐蚀倾向。     

AZ31B镁合金表面硅烷处理研究

采用硅烷溶液浸湿处理在AZ31B镁合金表面生成一层保护膜,采用扫描电镜、金相显微镜及体式显微镜观察试样表面形貌,并通过傅立叶红外光谱(FTIR)对硅烷膜与基体的键合进行测试分析;采用盐水浸泡、动电位极化曲线研究硅烷膜层的耐腐蚀性能,并与磷化膜层进行对比.结果表明:AZ31B镁合金经硅烷化处理,可以在其表面生成一层极薄的透明硅烷膜层,该膜层平整致密,对镁合金的自腐蚀电位影响不大,但大幅度降低了镁合金的自腐蚀电流密度,很好地抑制了镁合金的腐蚀.     

压铸镁合金AZ91D无铬转化膜

以压铸镁合金AZ91D为基底，用乙酸盐高锰酸盐在其表面制备出无铬化学转化膜，用扫描电镜和能谱仪研究了转化膜的形貌和成分，极化曲线法测定转化膜的耐蚀性能。结果表明，该无铬转化膜为黄色鳞片状，由锰、镁氧化物和镁锰氧化物组成，耐蚀性能高于压铸镁合金基体。     

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。     

外加磁场下AZ31镁合金磷化膜结构及耐蚀性研究

为了获得优良的AZ31镁合金磷化膜,采用外加磁场作用于镁合金的磷化过程.利用SEM,AFM,XRD和电化学工作站等仪器,研究转化膜的表面形貌、结构及耐蚀性.研究结果表明:磁场方向垂直于镁合金样品情况下显著促进AZ31镁合金转化膜的形成,转化膜主要由晶态Zn3(PO4)2·4H2O与A1PO4和非晶态Mn化合物组成,外加...     

Phosphating process of AZ31 magnesium alloy and corrosion resistance of coatings

1 Introduction Magnesium alloys are relatively light structural materials, with excellent physical and mechanical properties,such as low densityand high specific strength, excellent castability and good machinability. These properties make them ideal cand…     

AZ31镁合金沉积类金刚石薄膜的表面形貌和腐蚀行为

为了改善镁合金的耐蚀性,扩展其应用范围,采用等离子全方位离子镀膜技术在AZ31镁合金表面沉积了含有Si-N和Si-O的2种类金刚石(Diamond-like carbon,DLC)薄膜,研究了其表面形貌及其在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,探究了DLC薄膜对AZ31镁合金腐蚀行为的影响。利用SEM和AFM观察了AZ31镁合金表面沉积DLC薄膜的表面形貌,采用电化学法测试表面沉积DLC薄膜的AZ31镁合金在3.5%NaCl溶液中的极化曲线和开路电位,通过拉伸试验测试其在空气和3.5%NaCl溶液中的应力应变。结果表明:镁合金试样表面的DLC薄膜光滑致密,在3.5%NaCl溶液中表面沉积DLC薄膜AZ31镁合金的极化行为与表面未沉积DLC薄膜AZ31镁合金相似,表面沉积DLC薄膜AZ31镁合金电位正向移动,耐蚀性提高;与表面未沉积DLC薄膜AZ31镁合金相比,在空气中,表面沉积DLC薄膜AZ31镁合金极限抗拉强度与其接近,延伸率略低;在3.5%NaCl溶液中,表面沉积DLC薄膜AZ31镁合金极限抗拉强度略有降低,延伸率略高。     

Microstructures and properties of aluminum film and its effect on corrosion resistance of AZ31B substrate

Aluminum films with thickness of 8.78-20.82μm were deposited on the AZ31B magnesium alloys by DC magnetron sputtering.The influences of aluminum film on the micro-mechanical properties and corrosion behavior of the magnesium alloys were investigated.The morphology of aluminum film was examined by scanning electron microscopy and the microstructure of aluminum film was analyzed by X-ray diffiactometry.Nanoindentation and nanoscratch tests were conducted to investigate their micromechanical properties.More...     

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。     

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。     

Environmentally assisted cracking behaviour of plasma electrolytic oxidation coated AZ31 magnesium alloy

Abstract

A wrought AZ31 magnesium alloy was plasma electrolytic oxidation (PEO) coated in phosphate and silicate based alkaline electrolytes. The effect of these PEO coatings on the stress corrosion cracking (SCC) behaviour of the alloy was investigated by slow strain rate tensile (SSRT) tests in ASTM D1384 solution. The untreated and PEO coated AZ31 magnesium alloy specimens were found to be susceptible to SCC, despite the fact that the PEO coatings offered an excellent general corrosion resistance. The results of the polarisation tests on the untreated AZ31 alloy specimen after prolonged immersion in ASTM D1384 electrolyte suggested the formation of a film on the surface constituted by the corrosion products. The cracking of this film and the evolution/ingress of hydrogen at these defective sites during the SSRT tests in the corrosive environment was believed to be responsible for the SCC of the untreated alloy. Similarly, the cracking of the PEO coatings during the SSRT test, the consequent exposure of the underneath magnesium alloy substrate and the associated electrochemical reactions were attributed as reasons for the SCC of the PEO coated specimens. The transgranular mode of fracture in all the cases avowed that the hydrogen induced cracking was the mechanism of SCC.     

Chemical conversion coating on AZ31B magnesium alloy and its corrosion tendency

The morphology change of the magnesium matrix after pre-treatment and the mor-phology as well as the phase composition of chemical conversion coating formed by phosphate were studied using scanning electron microscope and X-ray diffraction. The corrosion resistance of the coating was studied by salt spray and damp test, and the corrosion tendency during salt immersion test was analyzed. The results show that the phase composition before and after pre-treatment is almost change- less, and the deep microflaw appears between α and β phases during acidic pickling. The phosphate conversion coating is mainly composed of Mg, MgO, and some amor-phous phase, and it can provide a good protection for the AZ31B alloy. Results from corrosive morphology indicate that the growth and the corrosion resistance of the phosphate conversion coating are related to the forming process of the AZ31B matrix.     

镀液温度对AZ31镁合金表面锌钙系磷酸盐转化膜耐蚀性的影响

采用化学沉积方法在AZ31镁合金表面制备锌钙系磷酸盐转化膜。利用扫描电子显微镜(SEM)和电化学方法研究镀液温度对镁合金AZ31表面磷酸盐转化膜表面形貌及其耐蚀性能的影响。利用电子能谱仪(EDS)、光电子能谱(XPS)和X射线衍射仪(XRD)分析膜层化学成分、相结构。研究表明:当温度为50℃时,转化膜层晶粒均匀、完整,耐蚀性较好;膜层化学成分主要由O、P、Zn和Mg元素以及微量Ca组成,主要相组成为Zn3(PO4)2·4H2O;锌钙磷酸盐转化膜比磷酸锌转化膜具有更小的晶粒和更好的耐蚀性。