镁合金表面化学转化膜研究进展

综述镁及镁合金的各种化学转化方法,包括铬酸盐转化膜、磷酸,高锰酸钾转化膜、锡酸盐转化膜、稀土转化膜、钴酸盐转化膜、氟锆酸盐转化膜等。总结镁合金防护中化学转化膜的发展趋势。     

镁合金的化学转化膜

综述了国内外关于镁合金无铬化学转化的现状，主要工艺，指出随着人们环境意识的提高，急需开发低毒性的无铬转化处理液。     

镁合金无铬化学转化膜的研究进展

综述了国内外镁合金无铬化学转化膜研究现状,通过分析不同转化液的配方、主要处理工艺及相应转化膜的组成、结构、形貌、膜层的耐蚀性能,指出现有无铬转化技术存在的不足,并展望了无铬化学转化膜的未来发展趋势.     

镁合金化学转化膜的耐腐蚀性研究

在50g/L KMnO4和100g/L Na3PO4组成的基础化学转化溶液中添加6 g/L缓蚀剂,在AZ31镁合金上获得了化学转化膜.用植酸作为转化处理液,分析了pH值、温度、转化时间及植酸用量(质量分数)对AZ31合金成膜及耐蚀性的影响,SEM观察表明,植酸膜经3.5%的NaCl溶液浸蚀后有一定的自愈合能力.这两种方法获得的转化膜均比铬酸膜光滑、致密均匀.     

铝合金表面黑色化学转化工艺及膜层耐蚀性能

采用化学氧化着黑色法制备了铝合金化学转化膜,用点滴、浸泡试验及电化学极化曲线评价了膜的耐蚀性能,利用扫描电子显微镜(SEM)、能量散射谱(EDS)观察了化学转化膜的表面形貌,测定了其元素组成.结果表明:转化膜具有较高的耐蚀性和美观的黑色外表,主要由铝、钴和锰的各种氧化物组成.     

镁合金表面化学转化膜的研究进展

综述了镁合金表面化学转化处理的方法,包括铬酸盐转化、磷酸盐-高锰酸盐转化、氟锆酸转化、锡酸盐转化、磷酸盐转化、稀土转化、钼/钨酸盐转化、钴酸盐转化、有机物转化等,并展望了其发展前景.     

镁合金表面转化膜预处理工艺的研究进展

本文阐述了镁合金腐蚀的原因、机理、类型及其腐蚀特点,总结了磷酸盐-高锰酸盐转化膜、稀土金属盐转化膜、氟锆酸盐转化膜和钒酸盐转化膜等转化膜预处理工艺的主要优缺点,重点评述了转化膜预处理的耐蚀性能和环境友好性能,并对其发展进行了展望。     

镁合金化学转化处理

综述了镁合金表面化学转化处理特别是无铬转化处理的现状、主要工艺以及在不同处理工艺下得到的转化膜的特性,重点介绍了铬酸盐转化膜,磷酸盐转化膜、重金属含氧酸化合物转化膜,稀土转化膜和有机化合物等工艺的具体研究状况,展望了镁合金化学转化膜的发展趋势,指出随着镁合金应用领域的拓宽和环保要求的提高,镁合金无铬化学转化处理的研究将越来越得到重视.     

镁合金表面草酸盐化学转化膜的性能

镘合金经化学转化处理后能提高其表面涂装的附着力和转运过程中的耐蚀性,已有的成熟铁合金表面膜的制备技术多含Cr6+类重金属离子,污染环境,不利于镁合金的回收利用.为了扩大镁合金在3C产品上的应用,研究了镁合金草酸盐化学转化膜处理工艺.借助表面分析技术和相关标准对此进行了研究.结果表明:镁合金表面形成的草酸盐化学转化膜呈乳白色,膜由均匀、细小、较致密的颗粒构成.表面经处理的镁合金经50次擦拭无颜色变化,试样表面电阻小于0.1 Q,盐雾试验超过24 h,性能均达到IBM使用标准.     

镁合金双稀土转化膜及其耐蚀性能的研究

已有的铬酸盐转化膜技术因污染环境而被限制使用.采用硝酸铈和硝酸镧混合溶液对AZ31镁合金进行了双稀土转化处理,讨论了浸渍时间对转化膜耐腐蚀性能的影响.采用点滴试验、盐水浸溃试验和Tafel极化法评价了双稀土转化膜的耐腐蚀性能.结果表明,经过双稀土处理后,镁舍金的变色时间由6s提高到79 s;在3.5%NaCl溶液中转化膜的腐蚀速率是基体的1/5;转化膜的腐蚀电位提高了0.313 V,腐蚀电流密度由4.03×10-2 mA/cm2降为2.31×10-4 mA/cm2;双稀土转化膜的微观形貌呈破裂的干泥状;双稀土转化处理提高了镁合金的耐蚀性能,随处理时间的延长耐蚀性呈先增加后降低的趋势.     

MB8镁合金超疏水表面的制备和润湿性

通过激光加工在MB8镁合金表面构造具有规则结构的纹理,再制备1H,1H,2H,2H-全氟葵烷基三氯硅烷(FDTS)自组装分子膜,从而构建了MB8镁合金超疏水表面。用扫描电子显微镜和接触角测量仪观察和测量试样表面的形貌和润湿性。结果表明,激光加工在试样表面构造的粗糙结构和低表面能物质FDTS自组装分子膜使该试样具有超疏水性;经激光加工和沉积自组装分子膜后,MB8镁合金试样表面对水的接触角显著增大(达到150°以上)。将MB8镁合金超疏水表面加工成漂浮平台,承载能力的测试结果表明,超疏水平台的漂浮承载能力明显比非超疏水性平台的大,平台的承载能力与接触角的数值成正比。理论计算结果和"气垫"的存在表明,该超疏水表面符合Cassie-Baxter。状态模型,对接触角理论值与测量值的分析表明分级粗糙结构对超疏水表面构建有重要作用。     

MB8镁合金薄板的搅拌摩擦焊

针对我国航空航天工业常用的MB8镁合金。采用搅拌摩擦焊工艺进行焊接，对其焊缝的成形特点、组织特征和力学性能进行分析。结果表明，采用搅拌摩擦焊焊接镁合金效果良好。     

压铸镁合金的腐蚀行为研究

研究了压铸镁合金AZ91D在去离子水和3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为.采用失重法测定镁合金的腐蚀速率,扫描电子显微镜观察腐蚀后试样的表面形貌,分别测定其在去离子水和3.5%NaCl溶液中20℃和50℃下的开路电位及极化曲线.结果表明,随着温度的升高压铸镁合金的开路电位降低,耐蚀性能下降,相同温度下其在含有C1-溶液中的开路电位低于无Cl-溶液中的开路电位.在3.5%.NaCl溶液中,随着温度升高压铸镁合金的腐蚀电位明显负移,耐蚀性降低;AZ91D的腐蚀形貌以点蚀为主,腐蚀速率随时间的延长而降低.     

电流密度对MB8镁合金微弧氧化膜耐蚀性的影响

微弧氧化处理镁合金是一种有很大潜力的镁合金表面处理方法.采用碱性硅酸盐体系,讨论了电流密度(20,30,40,50 mA/cm2)对MB8镁合金表面微弧氧化膜耐蚀性能的影响,利用扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD)和电化学方法对膜层的表面形貌、相组成及动电位极化曲线进行了分析.结果表明:电流密度越大,膜层的生长速度越快,晶化程度越高,陶瓷层表面致密度下降,孔径增大,腐蚀电流密度先下降后上升,呈现出的熔融状态逐渐明显.因此可推断出膜层的耐蚀性能并不单由膜层的总厚度决定,还取决于膜层的致密程度,随着电流密度的升高呈先增大后减小的趋势.     

MB31镁合金表面化学还原沉积铁膜及其耐蚀性能

为了提高镁合金的耐腐蚀性能,在MB31镁合金表面进行不同浓度硫酸亚铁化学还原沉积铁后,再进行不同温度的溶剂热处理。采用现代表面分析技术对不同硫酸亚铁浓度制备的铁膜及不同温度溶剂热处理后的铁膜进行了表征,找出了沉积和热处理最优方案。结果表明:对MB31镁合金表面化学还原沉积铁及适当温度溶剂热处理可以得到致密均匀的铁膜,使之耐腐蚀性能显著提升,最佳硫酸亚铁浓度为75 g/L,最佳溶剂处理温度为130℃。     

植酸在镁合金表面处理中的应用研究

采用稀土铈盐在镁合金表面生成了化学转化膜,通过扫描电镜、能谱分析等手段研究了采用植酸对镁合金表面及其表面化学转化膜进行后处理的改性作用,讨论了植酸浸泡溶液与工艺参数对吸附膜增重的影响.研究表明,镁合金表面植酸浸泡吸附膜以及化学转化膜植酸浸泡处理后膜层的增重随植酸浓度的增加、温度的升高及时间的延长而增大,所得化学转化膜经植酸浸泡处理可改善膜层表面龟裂,提高镁合金及其表面转化膜的耐蚀性,代替对环境污染严重的铬酸盐处理技术;并对镁合金表面膜的微观形貌与元素组成进行了表征.     

激光熔化镁合金凝固组织及腐蚀行为

采用Nd:YAG毫秒脉冲激光器,在高纯氩气保护下扫描AZ91D镁合金样品,采用X射线衍射仪(XRD),光学显微镜,扫描电镜(SEM),原子力显微镜(AFM)等对处理后镁合金表面形貌、组织、成分进行研究。使用模拟改性体液和质量分数为3.5%的NaCl溶液对实验样品进行腐蚀,观察腐蚀表面并计算材料腐蚀率。结果表明:在相同腐蚀时间下,与未被处理样品相比,激光处理后镁合金由于其显微组织中细化的α-Mg相与β-Mg_(17)Al_(12)相,及选择性气化现象和基体合金化学成分共同导致表面Al元素富集提高了表层的抗腐蚀性能;通过测算激光熔化区枝晶晶胞尺寸与冷却速率的关系得到其凝固方程。     

镁合金表面铁氧化物涂层的制备及其耐蚀性能

镁合金的耐蚀性差,严重限制了其在生物材料领域的应用。在镁合金表面采用化学还原法和溶剂热法复合制备了铁氧化涂层,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和能谱(EDS)等对样品的结构与组成进行表征,分别采用Tafel测试和磷灰石诱导试验评价了样品的耐蚀性和生物相容性。结果表明:涂层的主要组分为Fe3O4、Fe2O3和FeO;随着乙醇浓度降低和溶剂热时间延长,涂层粗糙度先降低后升高;Tafel测试表明,随着乙醇浓度的增加,涂层的耐蚀性先增高后降低;在乙醇浓度为90%,溶剂热时间4 h时获得的涂层表面无脱落现象,微裂缝数量最小,具有最高的耐腐蚀性能,极化电阻达51 779.2Ω,并具有良好的生物诱导活性。     

MB8镁合金高周疲劳实验研究

采用升降法对MB8镁合金室温高周疲劳行为进行实验研究。结果表明:利用升降法计算出MB8镁合金在应力比R=0.1,循环基数为107条件下的疲劳强度为90.2MPa,相当于其抗拉强度的34%左右;合金的疲劳裂纹萌生于试样表面,裂纹扩展区由小的平面状断面组成,没有明显的疲劳辉纹存在,合金疲劳断口呈现韧性断裂特征。