AZ91D镁合金阳极氧化与热扩散渗铝复合膜层的研究

将阳极氧化与热扩散相结合对AZ91D镁合金表面进行低温渗铝处理,利用扫描电镜、光学显微镜和X射线衍射仪对所得膜层的形貌、相结构及耐腐蚀性能进行了研究,并对复合膜层改善镁合金基体耐腐蚀性能的过程进行了分析.研究表明,该复合膜层是由MgO和金属间化合物Mg17Al12以及被γ相(Mg17Al12)包裹住的α-Mg晶粒共同组成;AZ91D镁合金表面的阳极氧化和热扩散渗铝复合膜层能显著提高镁合金基体材料的耐腐蚀性能.     

MB8镁合金化学转化膜的耐蚀性能

通过化学氧化工艺在MB8镁合金表面制备了化学转化膜,研究了氧化液种类、浓度对镁合金及表面转化膜的电化学腐蚀行为的影响,用扫描电镜观察了表面转化膜电化学腐蚀前后的微观形貌,用电化学分析系统测试了不同溶液中的塔菲尔极化曲线,并对MB8镁合金的氧化及电化学腐蚀行为进行了分析.结果表明,经1.5 min处理可以得到防护性能较好的氧化膜层,在0.5 mol/L H2SO4、0.5 mol/L NaOH和3.5%NaCl溶液中,带氧化膜镁合金的耐蚀性都比镁合金基体的耐蚀性好.     

电压对镁合金微弧氧化膜组织及耐蚀性的影响

由于镁合金耐蚀性差,其应用受到了限制.采用 SEM-EDS,XRD等表面分析技术研究了不同电压对MB5镁合金微弧氧化膜表面形貌、相结构与成分的影响,并用电化学测试方法考察了氧化膜层的耐腐蚀性能.结果表明:处理电压对微弧氧化膜层的微观组织结构、成分有显著影响,而微弧氧化膜层的微观组织结构与成分又直接影响其耐蚀性.在120～200 V下进行微弧氧化,160 V时试样耐蚀性最好.镁合金微弧氧化膜由α-MgF2,MgO,Mg2SiO4和MgAl2O4等含硅或铝的尖晶石型氧化物组成,随着氧化处理电压的增加,MgO的含量明显增加.微弧氧化时出现氧化膜微区熔化,溶液离子与基体合金都参与了微弧区物理化学反应.     

AZ91D镁合金热处理与微弧氧化的交互作用

随着AZ91D镁合金微弧氧化反应的进行,膜层逐渐增厚,膜层表面的喷射孔洞和喷射沉积物粗大化,膜层表面粗糙度增大.微弧氧化反应时膜层内部的应力集中会使膜层萌生微裂纹.对基体进行固溶处理后可以改善其微弧氧化膜层中微裂纹的数量和形态以及膜层表面的粗糙度,并能提高微弧氧化膜层的生长速率,同时降低微弧氧化过程的能耗.时效处理会使微弧氧化膜层中的残余应力得以释放,微弧氧化膜的形貌没有发生明显改变,即膜层表面的微裂纹在数量和形态上仍好于未经热处理基体膜层.微弧氧化处理不会引起基体组织的显著变化.在硅酸盐溶液体系中,AZ91D镁合金表面参与微弧氧化反应的Al比Mg少得多,同时还伴随着一个溶液中的Si向镁合金基体内部渗透的过程.     

AM60B镁合金微弧氧化膜层的结构与性能研究

为了提高镁合金的耐腐蚀性能,用微弧氧化方法在AM60B镁合金表面生成了氧化物膜层.利用扫描电镜、X射线衍射分析了膜层的形貌、结构和组成.研究表明,氧化膜可分为两层,外层疏松多孔,内层结构致密,膜层主要由MgO、Mg2SiO4和少量MgAl2O4相组成,从外层到内层,Mg2SiO4相含量减少,MgO相含量增大.与镁合金基体相比,氧化物膜层表面硬度提高7～8倍. 在质量分数为3.5%NaCl溶液中的动电位极化测试表明,微弧氧化处理使镁合金的耐蚀性能得到了明显提高.     

镁合金微弧氧化膜的制备工艺研究

为获得所要求厚度的镁合金微弧氧化膜,研究了镁合金制备工艺.采用正交设计法优化实验方案,运用综合平衡法对每个方案下制备的氧化膜的厚度和膜层的硬度进行了分析.确定了各因素对氧化膜的影响程度,并优先被弧氧化工艺配方,确定了最佳工艺条件,并对最佳工艺条件下制备的氧化膜的微观形貌、结构、硬度以及耐腐蚀性进行了研究.结果表明:最佳工艺配方是NaOH100g/L,铝盐40g/L,氧化电压为45 V,电解液温度35℃;氧化膜主要由致密的阻挡层和多孔的疏松层构成,其主要成分是MgAl2O4 和少量的MgO、Al2O3,经微弧氧化后其硬度和耐腐蚀性较镁合金基体有很大提高.     

镁合金金黄色化学氧化工艺的研究

为了提高镁合金部件的防护-装饰性及基体与涂层的附着力,开发了一种镁合金化学氧化工艺.研究了三氧化铬和添加剂浓度、pH值、温度及氧化时间对氧化膜外观和耐蚀性的影响.优选出了最佳工艺:20～28g/L CrO3,4～6g/L添加剂,pH值1.5～2.0,常温,50～90 s.结果表明,经该工艺处理的镁合金表面可获得均匀的金黄色氧化膜,光泽好,具有较高的装饰性,同时,膜层具有一定的耐蚀性,与漆层附着力强,特别适用于铸镁合金AZ91D电子电器外壳的处理.     

镁合金微弧氧化膜结构及耐蚀性的初步研究

空气中由于AZ91D镁合金耐腐蚀性差,影响实际应用.为了弄清腐蚀原因,增加应用效果,作者利用扫描电镜和X射线衍射分析了AZ91D镁合金表面微弧氧化膜的形貌、结构和相组成,并对氧化膜的耐蚀性作了初步试验分析.研究表明,AZ91D微弧氧化膜呈3层结构,外层氧化膜存在一些孔洞;中间层氧化膜疏松、具有较大厚度;内层氧化膜与基体金属结合紧密.氧化膜主要由MgO,MgSiO3,MgAl2O4,Mg3(PO4)2组成.经1周3%NaCl溶液浸泡试验,结果表明微弧氧化膜可以较大程度地提高AZ91D镁合金的耐蚀性,但氧化膜表面富含Si,P的颗粒是易发生腐蚀的电化学活性点,导致氧化膜发生局部腐蚀.     

镁合金表面硅烷转化膜与阳极氧化膜的协同防护性能

目前对镁合金进行硅烷处理后再制备阳极氧化膜的研究未见报道。为此,探讨了镁合金表面硅烷化预处理所制备硅烷转化膜与阳极氧化后处理所制备阳极氧化膜的协同防护性能。在AZ91D镁合金表面首先进行硅烷化预处理制备内层的硅烷转化膜,接着进行阳极氧化后处理再制备外层的阳极氧化膜,最后采用KMnO4点滴试验、NaCl盐水浸泡试验、动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)等方法评价并比较了硅烷转化/阳极氧化复合膜、单一硅烷转化膜和单一阳极氧化膜对镁合金基体的防护性能。结果表明:与只经硅烷化处理的镁合金(表面附着单一硅烷转化膜)和只经阳极氧化处理的镁合金(表面附着单一阳极氧化膜)相比,经过硅烷化预处理和阳极氧化后处理的镁合金(表面附着硅烷转化/阳极氧化复合膜)的点滴液变色时间(tdrop)最长、腐蚀速率(vloss)和腐蚀电流密度(Jcorr)最小、自腐蚀电位(Ecorr)最正、膜层电阻(Rc)最大。对镁合金表面先进行硅烷化预处理再进行阳极氧化后处理使得镁合金的耐蚀性得以进一步提高,这主要归因于硅烷转化膜和阳极氧化膜的协同防护对腐蚀历程中扩散过程的抑制。     

镁合金微弧氧化添加剂的优选

为了获得耐蚀性更优的微弧氧化膜,以NaAlO2-NaOH体系为基础氧化液,考察了EDTA、蒙脱石、阿拉伯树胶等添加剂对AZ91D镁合金微弧氧化膜层耐蚀性能的影响.在3.5%的NaCl水溶液中测定了微弧氧化处理前后镁合金样品的动电位极化曲线,利用腐蚀电阻等参数来判定膜的耐蚀性能.确定了铝酸盐体系中添加剂的最优用量为:3 g/L蒙脱石,0 g/L EDTA,50 mL/L 5%阿拉伯树胶.利用SEM,EDS和XRD等初步研究了陶瓷膜表面的微观结构及成分.结果表明:在该体系中添加最佳用量的添加剂可以得到致密的微弧氧化膜,膜层主要由MgO以及MgAl2O4组成;微弧氧化处理后的镁合金比处理前具有更好的耐蚀性能.     

物理气相沉积在镁合金表面防护领域的研究现状

镁合金表面耐腐蚀性能、耐磨性能较差,物理气相沉积(PVD)镀膜技术是一种提高镁合金表面性能的有效方法。总结了PVD镀膜防腐蚀层和耐磨层的特性,分析了涂层耐腐蚀耐磨的机理和存在的不足。综述了镁合金表面PVD膜层的研究进展,阐述了物理气相沉积技术对镁合金的表面改性的应用现状,并对该技术在镁合金上的发展进行了概括,指出了目前PVD技术在镁合金表面防护领域的新前景,为今后PVD技术对镁合金表面防护的研究与发展提供了相关参考。     

镁合金化学镀镍原理与工艺的研究进展

综述了镁合金化学镀镍工艺中镀前处理、化学镀镍、后处理等工艺及研究现状,介绍了各步工艺处理液配方和应用范围,提出了改进镁合金镀层质量的研究方向.     

镁合金表面功能涂层制备与界面表征技术的研究进展

随着低碳经济的发展,汽车轻量化的呼声愈来愈高。镁合金作为最有前景的轻量化材料之一,其表面防腐功能涂层的研究已经越来越受到人们的重视。简要介绍了物理方法和化学方法制备镁基表面防腐功能涂层的工艺技术特点,重点讨论了衡量涂层质量的现行标准以及现有的各种测量界面结合强度的方法,特别是界面应变能释放率定量分析的方法,文中结合自己的实验结果进行了分析。     

Protective coating for magnesium alloy

A phosphate–permanganate conversion coating was applied as the pretreatment process for AZ91D magnesium alloy substrate. Zn–Ni alloys were electrodeposited onto the treated AZ91D magnesium alloy from sulfate bath. The morphology and phase composition of the coatings were determined with X-ray diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscope (SEM). The results reveal that the conversion rate depends on pH of solution and treatment time. Salt spray and the electrochemical polarization testing were applied to evaluate the corrosion performance of phosphate–permanganate and Zn–Ni coated alloys. It was found that Ni content in deposit is a function of current density and bath composition. Zn–13 wt.% Ni coating provides very good corrosion protective function to inner AZ91D magnesium alloy. Phosphate–permanganate treatment enhances the corrosion resistance of Zn–Ni coatings.     

镁基生物涂层材料研究现状

镁及镁合金作为硬组织植入替代材料具有显著的优越性,但如何对镁及镁合金进行表面改性以满足临床应用对生物材料耐蚀性能的苛刻要求,仍然是解决镁及镁合金在生物材料领域产业化应用的关键。本文综述了为提高镁基生物材料耐蚀性能研发的涂层材料种类、涂层表面改性技术的研究现状,提出了结合多种制备方法,通过对涂层的组成和结构设计来改善涂层的结合强度、稳定性及良好的生物适应性是今后努力的方向。     

The effect of PVD coatings on the wear behaviour of magnesium alloys

In this study, AlN/TiN was coated on magnesium alloys using physical vapour deposition (PVD) technique of DC magnetron sputtering, and the influence of the coating on the wear behaviour of the alloys was examined. A physical vapour deposition system for coating processes, a reciprocating wear system for wear tests, a universal hardness equipment for hardness measurement, a X-ray diffractometer (XRD) for compositional analysis of the coating, and a scanning electron microscopy (SEM) for surface examinations were used. It was determined that the wear resistance of the magnesium alloys can be increased by PVD coatings. However, small structural defects which could arise from the coating process or substrate were observed in the coating layers.     

镁合金铈化学转化工艺及性能研究

镁合金稀土转化膜技术是一种环保型镁合金表面处理新技术.通过正交实验对压铸镁合金AZ91D铈化学转化处理工艺进行了研究,并对膜层性能进行了测试.结果表明,铈转化处理工艺能够在压铸镁合金AZ91D表面形成均匀、完整的转化膜;膜层主要由Ce2O3、CeO2和MgO以及少量的Al2O3组成;铈转化处理提高了镁合金的耐腐蚀性能.     

Galvanisches Verzinken von Magnesiumlegierungen

Zinc‐Plating of Magnesium Alloys Magnesium alloys are highly susceptible to corrosion that limits their application when exposure to corrosive service conditions is needed. One of the ways to prevent corrosion is to coat the magnesium‐based substrate to avoid a contact with an aggressive environment. Results concerning corrosion behaviour of wrought AZ31 magnesium alloy with electrolytic zinc coatings deposited from different electrolyte solutions are described. Evaluation of corrosion processes in chlorides containing solutions was performed by electrochemical measurements. It was found that thick and dense electrolytic zinc coatings formed on AZ31 significantly improve the corrosion behaviour of magnesium alloy after one hour immersion of zinc coated magnesium alloys in corrosive media. Further increase of immersion time leads to relatively fast decrease of corrosion properties. Electrolytic zinc coatings obtained in consecutive alkaline / acidic process demonstrate an improvement of corrosion resistance of coated AZ31. The time to coating degradation strongly increases.     

Influence of processing factors on properties of anodic coatings obtained on Mg–1.0Ca alloy

The influences of four factors including NaOH concentration, sodium phytate concentration, treatment time and duty cycle on properties of anodic coatings formed on Mg–1.0Ca alloy were systematically investigated using the Taguchi experiment. The effect order of factors on the corrosion resistance is ranked as sodium phytate concentration > treatment time > duty cycle > NaOH concentration, while the sequence on the coating thickness is sodium phytate concentration > treatment time > NaOH concentration > duty cycle. The increasing sodium phytate concentration is benefit for the corrosion resistance of the anodized magnesium alloys by developing thick coating with stable composition.     

Hydrophobic epoxy resin coating with ionic liquid conversion pretreatment on magnesium alloy for promoting corrosion resistance

A hydrophobic epoxy resin coating with an environmental-friendly deep eutectic solvent(DES)-based conversion pretreatment was proposed to enhance the corrosion resistance of magnesium alloys. The hydrophobic epoxy resin coatings on the AZ31B magnesium alloy with and without the DES-based conversion pretreatment were thoroughly compared. It is found that the DES-based conversion film on the AZ31B magnesium alloy is mainly composed of MgH_2, MgO and MgCO_3. Furthermore, the conversion film possesses porous structure, which provides more anchor points for the following epoxy resin coating.However, without the DES-conversion pretreatment, the epoxy resin is difficult to be attached on the substrate during the dip-coating process. The double layered hybrid coating system promotes the corrosion resistance of the magnesium alloys significantly, which can be ascribed to the unique architecture and component including the hydrophobicity of the surface layer, the dense and interlocked epoxy resin,and the corrosion resistant DES-based conversion pretreatment.