AZ91D镁合金微弧氧化涂层制备及其耐蚀性研究

采用不同的电解液配方对AZ91D镁合金表面微弧氧化原位生长一层陶瓷膜层,并利用电化学方法测试了陶瓷膜层的极化曲线,用扫描电镜(SEM)分析陶瓷膜层的形貌结构,通过XRD分析了膜层相组成。结果表明:在恒流条件下,AZ91D镁合金表面获得致密光滑的陶瓷膜层,陶瓷膜层中的微孔在微弧氧化过程中得以封闭,膜层耐蚀性提高;K_2TiF_6的添加量不同,膜层的耐蚀性不同;当添加ρ(K_2TiF_6)=10 g/L时,获得膜层的耐蚀性最佳。     

AZ91D镁合金微弧氧化电参数对其耐蚀性的影响

在铝酸盐体系中对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理。利用田口式实验设计法探讨微弧氧化过程电参数对膜层耐蚀性的影响,确定了最佳工艺参数为:电压180V,氧化时间30min,频率50Hz,占空比30%。用交流阻抗分析膜层的耐腐蚀性能,结果表明:最佳工艺条件下所制备微弧氧化,膜层电阻比镁合金基体提高了2个数量级,耐蚀性有所增强。     

Effects of Electric Parameters on Properties of Micro-arc Oxidation Films Formed on Magnesium Allovs AZ91D

在铝酸盐体系中对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理.利用田口式实验设计法探讨微弧氧化过程电参数对膜层耐蚀性的影响,确定了最佳工艺参数为:电压180V,氧化时间30 min,频率50 Hz,占空比30％.用交流阻抗分析膜层的耐腐蚀性能,结果表明:最佳工艺条件下所制备微弧氧化,膜层电阻比镁合金基体提高了2个数量级,耐蚀性有所增强.     

石墨烯浓度对镁基陶瓷膜生长及耐蚀性的影响

目的研究石墨烯浓度对AZ91D镁合金微弧氧化陶瓷膜生长及耐蚀性的影响。方法通过超声分散获得石墨烯分散液,添加到锆盐体系电解液中,采用微弧氧化技术,在AZ91D镁合金表面制备微弧氧化陶瓷膜。采用SEM、EDS对陶瓷膜微观结构进行分析,采用XRD对陶瓷膜物相组成进行分析,采用电化学工作站测量陶瓷膜在3.5%NaCl溶液中的极化曲线,并对其耐蚀性进行分析。结果随着石墨烯浓度增加,陶瓷膜微孔中的C含量先增加后减小,微孔外的C含量增加,陶瓷膜表面孔径和粗糙度先减小后增加,孔隙率增加,厚度几乎没有变化。并且石墨烯浓度对陶瓷膜相成分没有影响,主要相组成为MgF_2、ZrO_2、MgO和Mg_2Zr_5O_(12)。与未添加石墨烯的试样相比,添加石墨烯后,腐蚀电流密度降低了1～2个数量级,极化电阻增加了1～2个数量级。在石墨烯质量浓度为0.15g/L时,陶瓷膜表面微孔孔径达到最小,腐蚀电流密度最小,为9.46×10~(-7)A/cm~2,极化电阻最大,为1.95×10~6W·cm~2,耐蚀性最好。结论一定浓度石墨烯能够减小微弧氧化陶瓷膜微孔孔径,增加孔隙率,提高陶瓷膜的耐蚀性。     

AZ91D镁合金微弧氧化膜的制备工艺研究

在NaAlO_2电解液体系中,采用自制微弧氧化成套设备对AZ91D镁合金进行微弧氧化。采用5因素4水平正交设计试验法,以膜层厚度和耐蚀性为指标,综合考察了各因素对膜层结构和性能的影响,确定最佳工艺条件为20g/L NaAlO_2,7g/L Na_2B_4O_7,频率500Hz,正占空比20%,氧化时间30min。对该工艺下制备的微弧氧化膜层进行SEM、XRD分析,膜层含有较多的NaAlO_2、MgO和Al_2O_3晶体相;相对基体而言,微弧氧化膜层耐蚀性提高2~3个数量级。动电位极化曲线及电化学交流阻抗测试进一步表明,AZ91D镁合金微弧氧化后,其耐蚀性明显提高。     

AZ91D镁合金微弧氧化膜的腐蚀行为研究

利用双向全波脉冲电源对AZ91D镁合金在硅酸盐体系中进行了微弧氧化处理,通过电化学阻抗谱(EIS)测试、极化曲线分析并结合XRD和SEM等分析方法对微弧氧化处理的镁合金腐蚀行为进行了研究.结果表明,微弧氧化膜表面分布着几微米的微孔,微弧氧化膜中主要含有MgF2,Mg2SiO4和Al2O3.AZ91D镁合金经过微弧氧化处理之后,耐蚀性能明显提高,自腐蚀电流密度降低3个数量级,自腐蚀电位高出约300 mV,阻抗值高出3个数量级,研制的微弧氧化膜对镁合金具有很好的防腐保护性能.     

AZ91D镁合金微弧氧化膜层性能的研究

在铝酸盐体系电解液中采用微弧氧化技术对AZ91D镁合金进行表面处理。通过扫描SEM、XRD、电化学测试技术等研究了氧化电压和氧化时间对微弧氧化膜层的表面形貌、结构、厚度、耐蚀性的影响。结果表明,随氧化电压的增大和氧化时间的延长,微弧氧化膜层的耐蚀性呈上升趋势,膜层厚度为3~31μm,膜-基结合强度最大值达到42 MPa。     

镁合金在硅酸盐体系中微弧氧化膜层的性能研究

利用交流微弧氧化装置对AZ91D镁合金在硅酸盐体系中进行了微弧氧化处理,并通过扫描电镜、电化学测试技术和表面性能测试仪等研究了氧化时间和电流密度对微弧氧化膜层表面形貌、厚度、耐蚀性、摩擦磨损性能和结合力的影响.结果表明：随氧化时间和电流密度的增大,镁合金微弧氧化膜层中微孔的数量减少,但微孔的直径和表面粗糙度增大.膜层厚度随氧化时间和电流密度的增加呈线性增大,但与基体的结合力明显降低.镁合金微弧氧化膜层的耐蚀性和耐磨性随氧化时间和电流密度的增大呈先增大后减小的趋势.镁合金在硅酸盐体系中微弧氧化处理的最佳工艺为氧化时间40min、电流密度0.20A/cm2.     

电解液体系对AZ91D镁合金微弧氧化膜层的影响

利用微弧氧化技术,分别在不同电解液体系(Na_2SiO_3、NaAlO_2、Na_3PO_4)中制备AZ91D镁合金表面微弧氧化陶瓷层。采用SEM分析了微弧氧化陶瓷层表面的微观形貌、孔隙率。利用CHI650D电化学工作站,在3.5%NaCl溶液中测试了微弧氧化陶瓷层的耐腐蚀性能。结果表明,NaAlO_2体系微弧氧化膜表面微孔分布均匀,孔隙尺寸较小,约1～2μm;陶瓷膜厚度随氧化时间增加而线性增长,孔隙率则先增加后减小。NaAlO_2陶瓷膜的孔隙率仅为10.9%,膜层厚度可达30μm。NaAlO_2体系膜层腐蚀电位(-1.32 V)相对较高,自腐蚀电流密度(2.14×10~(-8)A·cm~(-2))较基体减小3个数量级,耐蚀性最好。     

AZ91D镁合金微弧氧化工艺参数的优化

利用自制微弧氧化装置在硅酸盐体系中对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理.采用4因素3水平正交试验,从考察膜层厚度、表面粗糙度和耐蚀性出发,确定了AZ91D镁合金在硅酸盐体系中的最佳工艺参数.结果表明：在最佳工艺条件下,微弧氧化膜呈多孔结构、孔径较小,裂纹较少,分布均匀,膜层较为致密;微弧氧化膜由MgO、Mg2SiO4、MgAl2O4和少量的SiO2组成;室温下,在质量分数为3.5%的NaCl中性溶液中浸泡168 h后,膜层表面未出现明显的点蚀现象,耐蚀性较镁合金基体有了很大提高.     

AZ91D镁合金微弧氧化膜耐蚀性的试验研究

研究了AZ91D镁合金微弧氧化膜在复合铝酸盐溶液中的耐蚀性。利用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分析了AZ91D镁合金微弧氧化膜的物相和表面形貌；利用IM6e型电化学工作站测量了氧化膜的电化学阻抗和稳态电流／电位极化曲线；利用CMB-1501B型便携式瞬时腐蚀速度测量仪测量了氧化膜的腐蚀电流密度Icorr和年腐蚀深度MMA。试验结果表明，微弧氧化的镁合金耐蚀性提高了2～3个数量级，镁合金微弧氧化膜主要由MgO、MgAl2O4、Al12Mg17组成。     

Characterization and corrosion studies of ceria thin film based on fluorinated AZ91D magnesium alloy

The CeO₂ thin film was prepared via sol-gel method on fluorinated AZ91D magnesium alloy surfaces. The surface morphology, composition and the corrosion resistance of the film were investigated in details using scanning electron microscope, X-ray photoelectron spectroscopy and electrochemical impedance spectroscopy as well as potentiodynamic polarization tests. It was found that small amount of MgO and MgF₂ were encapsulated in CeO₂ thin film. The electrochemical measurement results demonstrated that the CeO₂ thin film on fluorinated AZ91D magnesium alloy could improve the corrosion resistance approximately by two orders of magnitude compared with that of the bare substrate.     

铜钴镍离子对镁合金微弧氧化膜的影响

目的提高镁合金微弧氧化膜的耐蚀性。方法在Na_2SiO_3-NaOH-Na_2B_4O_7组成的电解液体系中,分别加入铜离子、钴离子和镍离子对AZ91D镁合金进行微弧氧化,研究离子种类和组成对膜层性能的影响。采用点滴实验测试膜层的耐蚀性,采用电化学工作站测试膜层的电化学性能,采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)对微弧氧化膜层的表面形貌和元素组成进行分析。结果电解溶液中加入钴离子、铜离子、镍离子后,镁合金微弧氧化膜的耐腐蚀性能均有提高。其中铜离子的影响最大,加入1.5 g/L的铜离子后,镁合金微弧氧化膜的点滴时间提高了77.3 s,膜层耐腐蚀性能显著提高。电化学测试结果得出,不加金属离子的氧化膜的腐蚀电流密度为1.092×10~(-5) A/cm~2,腐蚀电位为-1.487 V;加入钴、铜、镍离子浓度分别为2、1.5、3 mol/L时,腐蚀电流密度分别为3.912×10~(-6)、6.027×10~(-6)、2.167×10~(-6) A/cm~2,腐蚀电位分别为-1.412、-0.832、-1.047 V;加入金属离子制得的微弧氧化膜的腐蚀电流密度均降低了1个数量级,腐蚀电位不同程度地正移,其中加入铜离子后腐蚀电位提高了0.655 V。加入金属离子后,陶瓷膜表面空隙和孔洞数量不同程度地变浅和减少,增加了膜层的致密性和均匀性。结论电解液中添加一定量的铜、钴、镍离子均能够提高AZ91D镁合金微弧氧化膜层的耐蚀性,其中铜离子的效果最明显。     

AZ91D 镁合金 Mo-Mn 无铬转化膜的制备与耐蚀性

目的通过Mo-Mn无铬转化膜提高AZ91D镁合金的表面耐蚀性。方法采用正交实验法,研究不同浓度的NaMoO4和KMnO4以及温度对转化膜的影响。优选实验参数后,考察时间对转化膜的影响。利用SEM及EDS研究转化膜的微观形貌及成分变化,测试转化膜在3.5%NaCl溶液中的极化曲线和交流阻抗谱。结果当NaMoO4和KMnO4的质量浓度分别为10,6 g/L,pH=5,温度为50℃,转化时间为40 min时,转化膜颜色较为均匀,微观裂纹相对较少,自腐蚀电位比镁基体大约提高0.075 V,自腐蚀电流密度比镁基体降低近1个数量级。当Na Mo O4和KMnO4的质量浓度分别为20,8 g/L,pH=5,温度为50℃,转化时间为40 min时,转化膜颜色最为均匀,微观裂纹相对最少,自腐蚀电位比镁基体提高大约0.047 V,自腐蚀电流密度比镁基体降低2个数量级。交流阻抗谱图显示,后一种转化膜试样的极化电阻为1450.2Ω,而镁基体的极化电阻为806.4Ω。结论 Mo-Mn无铬转化膜可以显著提高AZ91D镁合金的表面耐蚀性。     

TiN颗粒对镁合金微弧氧化过程及膜层性能的影响

目的分析Ti N颗粒在镁合金微弧氧化过程中的作用,并研究其在膜层中对镁合金硬度、耐磨和耐蚀等性能的影响。方法通过在微弧氧化电解液中添加2.7μm Ti N颗粒,并使其充分分散于电解液中,使电解液中Ti N颗粒的质量浓度分别为0、2、4、6 g/L,并控制其他实验参数(如电流密度、频率、占空比和氧化时间)一样的情况下进行实验,通过电子显微镜、涂层厚度测厚仪、显微维氏硬度计、X射线衍射和电化学工作站,分别从膜层的表面形貌、厚度、硬度、相组成及耐蚀性等方面,研究了Ti N颗粒对镁合金微弧氧化膜层性能的影响。结果在微弧氧化电解液中添加Ti N颗粒后,相同电化学参数下制得的微弧氧化膜层变得致密,厚度、硬度有所增加,氧化膜层主要由Mg、MgO、Mg2Zr5O12、Ti N组成。极化曲线显示,加入Ti N颗粒,制备的微弧氧化膜层比未加入Ti N颗粒制得的膜层的腐蚀电流下降了2个数量级。阻抗图谱表明,电阻值增加了1个数量级。结论 Ti N颗粒能够随镁合金的微弧氧化过程进入制得的氧化膜层中,并且能够增加膜层厚度和硬度,使膜层的耐磨、耐蚀性得到提高。     

Cerium-Based Sealing Treatment of Mg–Al Hydrotalcite Film on AZ91D Magnesium Alloy

An environment-friendly cerium-based sealing treatment was developed to improve the surface integrity and corrosion resistance of Mg–Al hydrotalcite film on AZ91D magnesium alloy. The cerium dioxide was generated through three stages namely nucleation, growth and dissolution, modifying the surface of AZ91D Mg alloy, and the hydrotalcite film became integral after being treated for 30 min. The results of polarization curves showed that the anti-corrosive performance of the hydrotalcite film was enhanced by the sealing treatment. Moreover, the immersion tests and electrochemical impedance spectrum measurements also demonstrated that the sealed hydrotalcite film provided a longer-term protection of magnesium alloy from corrosion as compared to the unsealed one.     

Composite cerium oxide/titanium oxide thin films for corrosion protection of AZ91D magnesium alloy via sol–gel process

Anti‐corrosive composite cerium oxide/titanium oxide (CeO₂/TiO₂) thin films were successfully prepared on an AZ91D magnesium alloy substrate by applying cerium oxide (CeO₂) thin films as the inner layer with a sol–gel process. Composition and surface morphology of the thin films were analyzed using X‐ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM). XRD showed that the composite films consisted of cerianite and anatase phases. The wettability of the thin films was evaluated by water contact angles measurements. Potentiodynamic polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) tests were used to evaluate the corrosion behavior of the bare substrate and coated samples in 3.5 wt% sodium chloride solution (3.5 wt% NaCl). The results demonstrated that titanium oxide (TiO₂) thin film mainly dominated the corrosion resistance of samples and the composite films with excellent hydrophilicity could significantly improve the corrosion resistance of AZ91D magnesium alloy.