AM60B镁合金在不同pH值酸雨中的腐蚀行为

重庆是我国镁合金产业化的重要基地,酸雨对镁合金的腐蚀非常严重.采用极化曲线和电化学交流阻抗法研究了不同pH值条件下AM60B镁合金在模拟酸雨中的腐蚀行为,用扫描电镜(SEM)观察了镁合金的腐蚀形貌,用x射线衍射仪(XRD)分析了腐蚀产物的组成.结果表明:随着溶液pH值的下降,AM60B镁合金的自腐蚀电位变负,腐蚀速率增加,同一腐蚀电位下阳极极化电流变大;电化学阻抗谱显示其容抗减小,膜电容下降,镁合金表面的保护膜被破坏;AM60B镁合金在模拟酸雨中的腐蚀以点蚀为主,形成了较深的腐蚀坑,腐蚀程度随着溶液pH值下降而增大,腐蚀产物主要由MgO和MgAl2(SO4)4·2H2O组成.     

AM系铸造镁合金的研究进展

综述了国内外有关AM系镁合金组织与合金相、力学性能、合金元素对AM系镁合金组织和性能的影响等方面的研究现状以及AM系镁合金的应用现状,分析了国内外AM系镁合金研究的不足和进一步研究的方向,提出了扩大AM系镁合金在工业中应用需要解决的关键问题.     

合金元素对AM60B镁合金性能的影响

为提高镁合金的力学性能,将元素Sr和稀土元素Y、Nd加入到AM60B中.采用X光荧光和X射线衍射对合金的化学成分和物相组成进行了分析,研究了合金元素对AM60B镁合金力学性能的影响,采用扫描电子显微镜对合金试样的断口表面进行了观察,对其断裂行为进行了探讨.研究结果表明,Sr和稀土元素Y、Nd使AM60B镁合金的力学性能得到改善,含Sr和稀土元素Nd的AM60B镁合金的断裂强度和延伸率最高,分别达到224.57 MPa和9.25%,比AM60B镁合金分别提高了32%和38%,合金的屈服强度也得到改善.稀土元素Y和Nd的加入,使AM60B镁合金表现出较大的塑性变形能力.     

轧制组织对镁合金AM60疲劳性能的影响

研究了AM60轧制后挤压镁合金的组织对其机械性能和疲劳裂纹扩展性能的影响。实验表明:轧制使晶粒细化,强度显著提高。沿纵轴轧制方向出现大量等轴李晶组织,而在横向原来的孪晶组织消失。对于存在大量孪晶组织的方向,其抗拉强度明显低于其它方向。轧制AM60的横向疲劳裂纹扩展速度(FCPR)明显地高于纵向。当疲劳裂纹尖端塑性区的尺寸与组织的晶粒度接近时,挤压AM60组织中晶粒大小的不均匀引起裂纹分叉,裂纹分叉和粗糙度诱发的裂纹闭合对疲劳裂纹扩展产生严重的阻滞作用在挤压镁合金AM60的疲劳裂纹扩展速度(da/dN)与应力强度因子范围(△K)的关系曲线上出现拐点(△K=64～7.5 MPa·m~(1/2))。疲劳裂纹扩展为沿晶和穿晶混合方式。     

大塑性变形的AM60镁合金半固态等温处理研究

为了制备晶粒细小且球化程度高的的AM60镁合金半固态坯料,对铸态和等径道角挤压态的AM60镁合金半固态等温处理过程进行了研究.借助金相显微镜对AM60镁合金铸坯和等径道角挤压后的铸坯在半固态等温处理中的微观组织演变进行了观察.研究结果表明:对于AM60镁合金,直接等温处理获得的半固坯晶粒很粗大,其平均晶粒尺寸都在100μm以上,晶粒球化效果不理想,很难获得合格的半固态坯;新SIMA法是一种非常理想制备AM60镁合金半固态坯的方法,利用该方法制备的AM60半固态坯的微观组织晶粒十分细小,平均晶粒尺寸在8～22μm,晶粒球化程度高;随着保温时间的延长,新SIMA法制备的AM60半固态坯的微观组织出现长大现象;随着等温处理温度的升高,固相晶粒的平均尺寸先增加后减小,晶粒球化程度越来越高.     

制备温度对AM60B镁合金表面Ce-Sn转化膜性能的影响

为了在AM60B镁合金表面生成复合转化膜,选用Ce-Sn二元体系,通过适当的工艺流程成功制备了均匀完整的转化膜,利用扫描电镜(SEM)观察了样品表面形貌,利用能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)研究了膜成分与物相,并利用电化学工作站和点滴试验研究了试样的耐腐蚀性能。结果表明:所选条件的Ce-Sn转化膜耐腐性能均比相同条件下制备的单一Ce膜有所提高,80℃,20 min转化条件在所选参数中效果最好,所得转化膜的腐蚀电流密度为3.05×10-6A/cm2,腐蚀电压为-1.386 V,膜层电阻1 861Ω·cm2,点滴变色时间较单一Ce转化膜延长了1倍多,涂装性能改善。     

生物医用镁合金表面PLGA涂层研究

镁及镁合金作为可降解吸收生物医用材料的研究已得到关注,但与传统可降解材料相比其腐蚀降解较快,可能导致提前失效.以高纯的Mg-Zn合金为研究材料,采用浸涂提拉法在其表面得到PLGA涂层.结果表明,PLGA涂层致密均匀,耐蚀性好,降解周期长,可以有效保护镁合金在植入初期不发生腐蚀降解,延长其发挥功能的时间,达到良好的医学适用性.     

AZ31镁合金的SiO2（Mg）涂层的组织及性能研究

采用机械合金化的方法在AZ31镁合金表面涂覆SiO₂（Mg）涂层。通过XRD、显微硬度计、扫描电镜等测试手段对表面涂层的微观形貌结构、涂层的显微硬度进行分析,利用电化学工作站对涂覆前后的AZ31镁合金的耐蚀性能进行检测。结果表明:SiO₂涂层被成功地涂覆到AZ31镁合金表面;同时,随着球磨时间的增加,涂层的显微硬度呈增加趋势,且随着球料比的增加,显微硬度亦增加,最高达到370.6HV,较基体提高了15.2%;涂层的厚度也呈现先增加后趋于稳定的趋势,但球磨时间过长,涂层内部出现裂纹;当球料比为15:1、球磨时间为15 h时,所制备涂层厚度为148μm,涂层致密且与基体结合较好;所对应的自腐蚀电流密度较基体降低了一个数量级,对应的腐蚀电压提高了6.5%,耐腐蚀性能得到明显改善。      

AM60镁合金在侵蚀性溶液中的电化学阻抗分形(英文)

研究了AM60镁合金在0.1 mol/L NaCl,Na2SO4和饱和Mg(OH)2溶液中浸泡96小时的电化学阻抗谱(Electrochemical impedance spectroscopy,EIS)行为。溶液中含有Cl-时,阻抗谱呈现高中频两个容抗弧和低频感抗成分,且低频感抗组分在浸泡36小时后消失。AM60浸泡在Na2SO4溶液中具有类似的电化学阻抗行为,区别在于低频弛豫过程和容抗大小。相比于Cl-离子,SO42-离子具有相对较弱的腐蚀进攻能力。在饱和Mg(OH)2溶液中,由于Mg(OH)2弱水解有效抑制了阴阳极反应(极化曲线结果),EIS谱图仅有中高频两个容抗弧,没有对应孔核形成和消失的低频感抗行为。由于高频容抗弧对应AM60原表面的双电层信息,其弥散系数n、分形维数DE可以获取腐蚀过程中的细节信息。阻抗分形维数DE随时间的变化曲线结果表明Cl-具有最强的腐蚀进攻性,同时也具有再钝化效应,以修复由于Cl-进攻形成的孔核。SO42-离子腐蚀进攻性相对较弱,且没有再钝化现象。饱和Mg(OH)2溶液中DE的增加主要是由于不溶性Mg(OH)2沉积吸附在镁合金表面,增加表面的粗糙度。     

AZ31镁合金酸性化学镀Ni-Co-P层的耐腐蚀性能

为了提高镁合金的耐蚀性,以酸性化学镀的方法在AZ31镁合金表面制备了Ni-Co-P镀层。分别用XRD,SEM和EDS对镀层的结构、表面形貌和成分进行了分析,并用点滴试验和电化学方法测试了镀层的耐蚀性。结果表明:酸性化学镀Ni-Co-P层为非晶态胞状结构,镀层中P含量可高达9.41%,远高于碱性镀层;AZ31镁合金镀覆Ni-Co-P合金层后腐蚀电流比基体降低3个数量级,其耐蚀性能显著提高。     

镁合金蓝色微弧氧化膜的制备及其耐蚀性能

过去,将微孤氧化着色用于材料装饰的研究较少。采用微孤氧化技术在ZM5镁合金表面制备了蓝色的微弧氧化层,研究了主盐Na2SiO3、着色剂CoSO4浓度和氧化时间对蓝色膜层的影响。结果表明：在70g／LNa2SiO3,2g／LCoSO4,电压440V,氧化时间20min条件下,能够获得膜层厚度为82μm的致密蓝色微弧氧化膜...     

AZ31镁合金微弧氧化陶瓷层表面Mg(OH)2膜层的制备及耐蚀性

采用不同浓度的NaOH溶液对AZ31镁合金微弧氧化(Micro-arc oxidation, MAO)陶瓷层进行水热处理, 研究了水热溶液浓度对MAO陶瓷层组织结构及耐蚀性能的影响, 探讨了水热成膜及膜层的腐蚀机理。研究结果表明：水热处理过程中MAO陶瓷层表面的MgO部分溶解, 释放出的Mg ²⁺与水热溶液中的OH ^-结合形成Mg(OH)₂纳米片沉淀在陶瓷层表面及孔洞内。随着水热溶液中NaOH浓度的增加, 水热处理过程中形成的Mg(OH)₂将MAO陶瓷层表面的孔洞及裂纹等固有缺陷闭合, 提高了膜层的致密性。电化学实验结果表明, MAO及水热复合处理所制备的Mg(OH)₂/MAO复合膜层比单一MAO陶瓷层具有更好的耐蚀性, 而且随着NaOH浓度的提高, Mg(OH)₂/MAO复合膜层的耐蚀性增强; 浸泡实验结果表明Mg(OH)₂/MAO复合膜层能为镁合金基体提供长久的腐蚀防护保护能力。     

植酸浓度对AZ31B镁合金植酸转化膜防腐性能的影响

在不同浓度的植酸溶液中制备了AZ31B镁合金植酸转化试样,并应用析氢实验及Tafel极化曲线测试其防腐性能,使用SEM,EDS,FTIR观察转化膜形貌、元素组成及官能团构成.结果表明:植酸溶液的浓度对植酸转化试样的防腐性能具有较大的影响,C=4.0g·L-1时所制备的转化试样具有最佳的防腐性能,电流密度较未处理试样降低...     

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...     

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。     

镁合金微弧氧化陶瓷膜的微观结构、相成分和耐腐蚀性能

为获得耐腐蚀性优良的镁合金表面膜层,在含5 g/L硅酸钠、2 g/L磷酸钠和1 g/L氢氧化钠的复合溶液中,用自制设备对AZ91D镁合金进行了微弧氧化.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陶瓷膜的表面形貌、截面结构和相组成.结果表明:AZ91D 微弧氧化陶瓷膜由疏松层和致密层组成,疏松层陶瓷膜疏松,厚度较大,且存在一些孔洞;致密层陶瓷膜与基体金属结合紧密,陶瓷膜主要由MgO,Mg2SiO4,Mg3(PO4)2和MgAl2O4组成.在3.5%的NaCl溶液中,微弧氧化陶瓷膜的自腐蚀电位为-1 390 mV,而镁合金基体的为-1 540 mV,表明经微弧氧化处理后AZ91D 镁合金的耐蚀性有较大提高.     

预处理对AZ31镁合金表面Ni-B化学镀层形貌及性能的影响

镁合金Ni-B化学镀层具有高耐蚀性、高硬度、高耐磨性等特点,具有广泛的应用价值,过去对其研究不够.采用化学镀在AZ31变形镁合金表面制备了Ni-B镀层,研究了酸洗、活化、浸锌等基材预处理工艺对Ni-B化学镀层形貌及性能的影响.结果表明:CrO_3+KF酸洗对基材的腐蚀较轻,而采用CrO_3+HNO_3酸洗时基材腐蚀严重;HF和NH_4NF_2+H_3PO_42种活化作用的机理在于形成MgF_2的中间转换层,保护基材不被镀液腐蚀,HF活化后在基材表面形成了较大面积的MgF_2,活化能力更强,对基材的保护能力更好;浸锌工艺对镀层的性能有较大影响,二次浸锌后锌颗粒和锌层厚度都小于一次浸锌,Ni-B镀层更平整致密,硬度和结合力优于一次浸锌,显微硬度为458 HK,明显高于镁合金基材的硬度(77 HK),同时镀层的耐蚀性也有较大的提高.     

AZ91D镁合金表面钙系磷酸盐膜层的制备及其耐蚀性

为了降低AZ91D镁合金活泼的化学性质,使其成为耐蚀性更好的医用金属材料,在不同pH值及反应温度等条件下对AZ91D镁合金进行钝化,观察了不同条件下制备的膜层的表面形貌、元素构成,并测试了其电化学性质,研究了磷化的pH值和温度对磷化膜性能的影响。结果表明:磷化液的温度及pH值对磷化膜性能有重要影响,当pH值为2.8,温度为40℃时,制备的磷化膜为针状鳞片、尺寸均一,膜层覆盖最为致密细腻,表面膜层中主要生成了CaHPO_4·2H_2O化合物,即DCPD,还有少量Ca_3(PO_4)_2,膜层在AZ91D表面形成了稳定的钝化层,有效降低了其化学活泼性,大幅提高了其耐蚀性。     

退火处理对AZ31镁合金表面Ni-Mo-P镀层组织与耐腐蚀性能的影响

为了进一步提高镁合金表面Ni-Mo-P镀层的耐蚀性,采用0M、XRD和浸泡试验等方法,研究了退火处理对AZ31镁合金表面Ni-Mo-P镀层组织与腐蚀性能的影响。结果表明:AZ31镁合金阳极氧化-化学镀Ni-Mo-P镀层表面为“胞状”组织,随着退火温度的升高或退火时间的延长,AZ31镁合金阳极氧化-化学镀Ni-Mo-P镀层的胞状组织逐渐细化,但镀层厚度降低,同时,非晶态Ni-Mo-P镀层组织逐渐向晶态转变,350℃退火1.0h具有较高的非晶化程度,退火处理后的Ni-Mo-P镀层由Mg、MgO、Mg2SiO4、Ni和Ni3P组成;退火使AZ31镁合金阳极氧化-化学镀Ni-Mo-P镀层耐蚀性降低,350℃退火1.0 h镀层具有相对较好的耐蚀性,这与镀层的厚度和非晶化程度有关。