AZ91D镁合金锌系磷化膜成膜机理和生长过程的研究

以磷酸盐化学转化膜为研究体系,采用SEM、XRD、OCP等分析方法及检测手段,研究AZ91D镁合金系磷酸盐化学转化膜的成膜机理、膜层结构及生长过程。研究发现AZ91D镁合金在磷化液中成膜过程分5个阶段:初始成核(1～5s)、基体快速溶解(5～60s)、晶体快速生长(1～2min)、膜层稳态生长(2～10min)和膜层沉积溶解平衡阶段(10min以后)。AZ91D镁合金表面的磷酸盐晶核的形成并非在金属进入溶液的最初时刻一次形成,是分批形成。最先形成的晶核逐渐长大,新的晶核不断生成,磷酸盐晶粒对其表面的覆盖度逐渐增大,直至各个晶粒逐渐长大相互接界,将其表面完全覆盖,结晶过程结束。晶核的形成未优先发生在基体金属的晶界上,随着晶核的生长和外延而形成磷化膜。     

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。     

AZ91D镁合金直接化学镀镍工艺

为了降低生产成本,研究了AZ91D镁合金直接化学镀镍工艺.借助表面分析技术分析了AZ91D镁合金化学镀镍前处理及直接化学镀镍后的表面形貌,研究了不同工艺条件对镀层表面形貌的影响,测试了镀层与基体的结合情况及镀层结构.结果表明:以硫酸镍为主盐,pH值为5.5～6.5,施镀温度为80～95℃,施镀时间为1.0～2.5h时,可在镁合金表面直接化学沉积一层表面平整、组织致密、与基体结合力良好及硬度较高的非晶态Ni-P合金镀层.     

AZ91镁合金增强改性研究进展

镁合金由于其具有密度小,比强度、比刚度高,减振性、导热性、电磁屏蔽和抗辐射能力强,易切屑加工,易回收,资源丰富等一系列优点,成为21世纪最具开发前景的轻质结构材料,但由于镁合金合金系列少、强度低,限制了镁合金应用的范围.概述了近几十年AZ91镁合金的增强改性研究进展状况,分析了变质、机械震动、熔体混合等物理改性方法和添加Ca Si(Re)、Cd MM、Y、Sc等化学改性方法的原理及其优缺点,讨论了各种物理及化学改性后对AZ91镁合金组织性能的影响.     

AZ91系列镁合金防蚀技术简述

AZ91系列镁合金用途广泛,提高其耐腐蚀性能意义重大.对AZ91系列镁合金的多种防腐蚀技术进行了简述.     

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。     

乙醇胺添加剂对AZ91D镁合金表面磷化膜耐蚀性能的影响研究

以磷酸盐化学转化膜为研究体系,采用动电位极化和交流阻抗分析方法及检测手段,研究乙醇胺添加剂及其浓度对AZ91D镁合金磷化膜耐蚀性能的影响.研究发现,(1)乙醇胺(MEA)作为添加剂可有效改善AZ91D镁合金表面磷化膜的耐蚀性能.在MEA添加量为1.2g/L时,磷化膜的耐蚀性最好.添加乙醇胺1.2g/L时制备的磷化膜,在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的耐蚀性能比AZ91D镁合金基体提高了10倍;(2)MEA浓度在0.4～1.2g/L时,磷化膜的R_(ct)随MEA浓度增加成线性增长关系.MEA浓度1.2g/L时达到最大值.磷化膜的R_p在MEA浓度为1.2g/L时达到最高值.当MEA浓度继续增加时,R_p明显下降.MEA浓度控制在0.8＜C_(MEA)＜1.6g/L时获得的磷化膜的耐蚀性能最好.     

乙醇胺添加剂对AZ91D镁合金表面磷化膜微观结构的影响研究

以锌系磷酸盐化学转化膜为研究体系,采用SEM,XRD分析方法及检测手段,研究乙醇胺(MEA)添加剂及其浓度对AZ91D镁合金锌系磷酸盐化学转化膜微观结构的影响.研究发现由于锌系磷化液中乙醇胺的添加:(1)改变了AZ91D镁合金锌系磷化膜晶体层的微观结构,促进了晶核的形成和晶粒细化,晶簇间隙中晶核的形成对晶体膜层完整性和致密度起着关键作用;(2)对(Zn_3(PO_4)_2·_4H_2O)晶体的取向有影响,有控制晶簇尺寸使磷化结晶组织更均匀的作用;(3)MEA在1.2g/L时磷化膜层平整致密、晶簇的尺寸均匀缺陷最少;(4)锌系磷化膜有两层结构:(Zn_3(PO_4)_2·_4H_2O)晶体外层和非晶态内层;(5)MEA的不同添加量对晶体层孔隙的影响有3种类型:表面浅孔(a型),晶簇间缝隙或微裂纹(b型),开放缺陷(c型).     

AZ91镁合金表面等离子熔凝处理及耐蚀性研究EI北大核心

通过AZ91镁合金表面等离子处理,获得了镁合金表面熔凝层组织,采用SEM,EDS,极化曲线等测试方法,对处理后的AZ91镁合金微观结构和耐腐蚀性进行了研究,讨论了不同电流对AZ91镁合金硬度及熔凝层深度的影响。结果表明:经等离子扫描处理后的镁合金晶粒明显细化,硬度值显著提高,自腐蚀电位增大,自腐蚀电流密度减小,耐腐蚀性得到提高。     

AZ91D镁合金在NaHCO_3薄液膜下的腐蚀行为

镁合金大气腐蚀的研究十分重要,而目前有关侵蚀性离子HCO_3~-在薄液膜下对镁合金腐蚀行为的研究报道较少。通过阴极极化曲线和电化学阻抗谱研究了AZ91D镁合金在NaHCO_3薄液膜下的腐蚀行为,详细讨论了液膜厚度、NaHCO_3浓度和时间等参数的影响,并用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)进行了表征。结果表明:随着液膜厚度的降低,阴极和阳极过程均受到限制,AZ91D镁合金腐蚀速率变小;NaHCO_3浓度增加会加剧AZ91D在薄液膜下的腐蚀;浸泡24.0 h后,本体溶液中腐蚀表现为均匀腐蚀,主要腐蚀产物为MgCO_3和Al_2O_3,而薄液膜下则表现为局部腐蚀,主要腐蚀产物为MgCO_3,Al_2O_3,MgCO_3·2H_2O和Mg_5(CO_3)_4(OH)_2·5H_2O。     

镁合金表面有机转化膜的制备及性能

传统的镁合金表面膜的制备工艺,环境污染严重,且耐蚀性差.采用电化学沉积技术在AZ61镁合金表面制备了有机转化膜.用附带能量色散分光计的扫描电子显微镜(SEM-EDS)观察和分析镁合金表面形貌和成分,用动电位极化试验和划格试验评估有机转化膜的腐蚀保护潜能.结果表明:在5 mmol/L对硝基苯偶氮间苯二酚(PNBAR)碱性溶液(pH值为13)中,以2.9 V的工作电位进行15 min的恒电位极化,在镁合金表面可形成较均匀的含氮有机转化膜.有机转化膜在5%的NaCl溶液中浸泡10 min,待体系稳定后以10mV/s的扫描速度进行动电位极化曲线测试.试验表明,镁合金的自腐蚀电位正移110 mV,进一步与环氧树脂形成复合防护层后,划格试验表明有机转化膜对基体金属和表面漆的结合力达到GB/T 9286的1级标准.     

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.     

AZ91D镁合金表面植酸转化处理

为了进一步优化镬合金表面植酸转化膜的性能,通过正交试验获得了最优工艺,制备了耐蚀性优良的转化膜.采用扫描电子显微镜和能谱仪对转化膜的微观形貌和成分进行了分析,通过点滴试验、极化曲线和电阻抗谱对植酸转化膜的耐腐蚀性能进行了研究.结果表明:植酸转化膜主要由Mg,AJ,O,P,C和Na元素组成;膜层可显著改善镁合金基体的耐蚀...     

SiCw/AZ91复合材料及AZ91镁合金的高温压缩变形的研究

利用GPL-1500热模拟试验机对SiCw/AZ91复合材料和AZ91镁合金在不同温度及不同应变速率条件下进行高温压缩试验。根据压缩的真应力-应变曲线计算出合金和复合材料的应变速率敏感指数（m)和表观激活能（Q）。结合金的m值。另外，复合材料和镁合金的表观激活能也随温度和应变速率的改变而发生变化。表明在不同条件下压缩时，复合材料和镁合金的高温压缩变形机制也发生变化。     

Compressive Deformation of Semi-Solid AZ91D Magnesium Alloy

The compression tests of semi-solid AZ91D Mg alloy have been conducted on a parallel-plate viscometer. The results are as follows. With increasing the compression temperature, the deformation rate or the strain rate of the specimens rises, but the compressive stress continuously decreases; the deformation strain is obviously linear with the compressive stress and independent on compression temperature under a given compression load. In the wake of the compression load being added, the compressive strain increases but the compressive stress decreases clearly; the deformation strain is obviously linear with the compressive stress under different compression load. The mathematical apparent viscosity model about the semi-solid compressed AZ91D Mg alloy has been established, i.e. ηapp=2004.2exp(15.61fs)γ1.317fs-1.3511.     

AZ91D镁合金激光熔凝层的缺陷

以AZ91D镁合金为研究对象,研究激光熔凝镁合金的工艺特点,分析熔凝层中出现的常见缺陷,并探讨其产生的主要原因.结果表明:气孔、裂纹和夹杂是AZ91D镁合金激光熔凝层中存在的主要缺陷.但只要熔凝过程中工艺参数选择合适,这些缺陷是可以避免或减少的.     

镁合金表面有机纳米薄膜的功能特性

采用有机镀膜技术和三嗪硫醇类有机单体在Mg-Mn-Ce镁合金表面生成了具有疏水特性的有机纳米薄膜。选取循环伏安法曲线中不同特征点研究了有机镀膜的反应机理,借助傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、椭圆偏振光谱仪和接触角测量仪表征了有机镀膜后镁合金表面薄膜的特性.结果表明,有机镀膜过程分为电化学反应成膜和膜层层间聚合反应增厚两个阶段;镁合金与有机物单体通过化学键发生结合;随着有机镀膜反应过程的进行薄膜的厚度由9.14 nm逐渐增加到64.51 nm,形成稳定的纳米薄膜;有机镀膜后镁合金表面的蒸馏水接触角从未镀膜的45.8°上升到117.9°,实现了由亲水到疏水的功能特性转换。     

镁合金消失模铸件表面膜成分及其结构

采用X射线光电子能谱技术(XPS)对消失模镁合金铸件的表面成分进行了测定,结果表明消失模镁合金铸件表面元素成分为Mg、Al、C、O、Si;结合对镁合金液和消失模样界面间的化学反应分析,揭示了消失模镁合金铸件表面是由MgO、Al2O3、SiO2和无定型C等组成的一层薄膜,即消失模镁合金铸件表面的Al2O3-SiO2-MgO-C复合膜;该复合膜对提高镁合金表面的防腐蚀性有很好的作用;提出了镁合金消失模表面膜的结构模型.这些结果表明,消失模技术作为镁合金零件的成形方法具有独特的优势.     

镁合金表面喷铝防腐蚀层的微观组织分析

在AZ91D镁合金表面热喷铝，用以提高其表面的耐腐蚀性能。采用SEM，EPMA等方法对AZ91D表面喷铝扩散层的组织进行了仔细的观察与分析，发现在防腐蚀层上有大量的Mg17Al12相存在，且呈决状及非连续片状分布。经显微硬度测定，喷铝层硬度较镁合金基体高；腐蚀后这种相凸出于基体，比镁合金基体有较好的耐腐蚀性能。     

制备工艺参数对镁合金表面沉积TiCN薄膜耐蚀性的影响

采用射频磁控溅射法在AZ31镁合金表面沉积TiCN薄膜,研究了制备工艺参数对TiCN薄膜耐腐蚀性能的影响。结果表明,在Ti靶功率50W,C靶功率50W,N2流量20sccm,溅射时间4.5h条件下,镀TiCN薄膜的镁合金基体具有最佳的耐蚀性,其在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀电流密度为1.664×10-6 A/cm2,比同等条件下纯镁合金基体的腐蚀电流密度(1.785×10-5 A/cm2)下降了1个数量级。