镁合金表面稀土转化处理技术的研究进展

镁合金稀土转化膜技术是近年发展起来的一种环保型镁合金表面处理新技术.综述了国内外镁合金稀土转化膜研究的现状及进展,分析了镁合金稀土转化膜处理工艺的成膜影响因素、膜的形成机制等.     

镁合金表面稀土转化膜工艺研究进展

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。从单一稀土转化和复合稀土转化两个方面,综述了近年来国内外镁合金表面稀土转化膜工艺的研究现状及进展,简要讨论了稀土转化膜的成膜机理和耐腐蚀机理,指出了稀土转化膜技术目前存在的问题,并展望了这一技术的发展前景。     

镁合金表面稀土铈盐转化膜的制备与耐蚀性能

目的在镁合金表面制备稀土铈盐转化膜,以改善镁合金的耐蚀性能。方法利用化学转化技术在镁合金表面制备出稀土铈盐转化膜,进而采用SEM、EDAX及电化学测试技术等系统研究铈盐浓度、添加剂含量、转化时间和转化温度对转化膜形貌、成分和耐蚀性能的影响。结果稀土铈盐转化膜呈金黄色,由Mg、Ce和O组成,表面存在网状裂纹。转化膜的耐蚀性随铈盐浓度、添加剂含量、转化温度、转化时间的增加呈现先增加后降低的变化规律。结论稀土铈盐转化膜由Mg和Ce的氢氧化物和氧化物组成。铈盐转化膜的最佳工艺条件为:Ce(NO3)3质量浓度10~15 g/L,H2O2添加含量25~50 m L/L,转化温度40℃,转化时间30 min。经稀土铈盐转化处理后,镁合金的耐蚀性能得到了明显的改善。     

镁合金表面钒酸盐转化膜研究进展

概述了现有的镁合金表面钒酸盐转化膜的工艺及性能,总结了钒/磷系转化膜、钒/硅、钒/锡系转化膜及钒/锆系转化膜的主要成分、形貌及其耐蚀性能,对于不同添加剂对转化膜形貌和性能的影响也进行了归纳分析,并对镁合金钒酸盐类转化膜的发展进行了展望。     

镁合金表面稀土转化膜的磷酸盐致密化及性能

首先在AZ91镁合金表面上制备出镧铈双稀土转化膜,然后利用(NH_4)_3PO_4溶液进行致密化处理。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、高温氧化和电化学方法对致密化之后的转化膜形貌与性能进行研究。结果表明,对应用正交试验法确定的镧铈双稀土转化膜进行致密化处理的最佳工艺参数为:处理温度50℃、(NH_4)_3PO_4质量浓度5%、处理时间4 min。致密化后的膜层裂纹明显减少,表面致密性提高,很好地改善了对基体的覆盖度。经致密后的双稀土转化膜主要由稀土氧化物、氢氧化物、磷酸盐和氧化镁组成。致密化后的膜层耐蚀性显著提高。致密化后的双稀土转化膜的抗高温氧化性能优于未经致密化处理的双稀土转化膜。     

镁合金表面化学转化膜的研究进展

综述镁合金化学转化膜:铬酸盐转化膜、磷酸盐转化膜、磷酸盐-高锰酸盐转化膜、锡酸盐转化膜、稀土转化膜、植酸转化膜等处理方法的工艺特点.讨论磷酸盐转化膜的成膜原理及工艺,分析这些化学转化工艺存在的不足,并展望镁合金化学转化膜的研究前景.     

铝合金表面稀土转化膜研究进展

介绍了铝合金表面稀土转化膜在国内外的研究进展及现状,综述了铝合金表面稀土转化膜工艺研究的发展过程,讨论了稀土转化膜的成膜机理和耐腐蚀机理,提出了稀土转化膜技术目前阶段存在的问题,并对这一技术的发展提出了展望。     

Mg-Gd-Y-Zr合金表面铈转化膜制备及耐蚀性能

采用容量法研究了Mg-Gd-Y-Zr合金表面铈转化膜的耐蚀性能,通过正交试验获得在其表面制备铈转化膜的最佳条件:pH值为10.0,成膜时间为30 min,成膜促进剂的浓度为0.05 mol/L,成膜温度为25 ℃.其影响程度为pH值>成膜时间>成膜促进剂的浓度>成膜温度.比较了铈转化膜、铬酸盐转化膜及光板镁合金在3.5%NaCl溶液中的耐蚀行为.实验结果表明铈转化膜显著地提高了镁合金的耐腐蚀性能.     

镁合金表面化学转化膜研究进展

总结镁合金表面化学转化膜的研究现状,介绍铬酸盐转化膜、锡酸盐转化膜、磷酸盐/高锰酸盐转化膜、稀土转化膜、植酸转化膜和钼酸转化膜的处理工艺,讨论磷酸盐/高锰酸盐转化膜的成膜机理,分析各种化学转化膜的优缺点,展望今后镁合金表面化学转化膜的发展方向。     

稀土强化镁合金耐蚀性能的研究进展

综述了稀土合金元素加入及稀土盐化学转化处理等方法强化镁合金耐蚀性能的国内外研究现状,展望了稀土强化镁合金耐蚀性能的发展前景。     

稀土在镁及镁合金中的应用

稀土以其特殊的物理化学性质在冶金及材料领域有着广泛的应用。本文主要综述了稀土元素在镁及镁合金熔炼过程中除氢、减少氧化夹杂、阻燃的应用,以及稀土元素对镁合金微观组织结构的细化、高温力学性能的改善和耐蚀性能提高等方面的作用和机理。     

添加剂对铝合金稀土转化膜的影响

目的寻找有效提高稀土转化膜性能的添加剂体系。方法采用电化学手段研究添加剂(硼酸、柠檬酸钠、磷酸钠、硅酸钠、氟化氢铵、氟化钠、草酸铵)对稀土转化膜的影响,对于具有积极作用的添加剂,使用响应面法进行复配,并优化配方。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和电化学测试对优化条件下制备的稀土转化膜性能进行表征。结果向基础转化液中加入氟化钠(NaF)、柠檬酸钠(Na_3C_6H_5O_7)和磷酸钠(Na_3PO_4)可以提高稀土转化膜的电化学性能。经过复配并优化配方,得到最优添加剂体系为0.68g/L氟化钠+0.80g/L磷酸钠。该配方可以抑制铝合金在转化液中的溶解,有利于铈元素的沉积,使铈的沉积量由5.01%提高到了9.60%。优化配方下制备出的膜层更加均匀致密,腐蚀电位提高了0.13 V,点滴时间可达122 s。XRD和EDS结果表明,膜层的主要成分为非晶态的铈锰氧化物。结论 0.68 g/L氟化钠+0.80g/L磷酸钠为最优添加剂配方。在优化体系中制得的稀土膜层的电化学性能得到了提升,表面更加均匀致密。     

基于第一性原理和电负性理论研究稀土Ce元素对镁合金的强化机制

随着稀土镁合金商业化应用的增加,利用高丰度稀土元素制备更低成本、更高性能的镁合金具有显著优势,但稀土元素的添加完全改变了基体镁合金的合金化顺序,因此,深入研究Ce元素对镁合金的强化机理很有必要。本文通过第一性原理计算可能存在的Mg-Ce、Al-Ce、Mg-Al强化相的热力学稳定性,采用SEM、XRD、EDS等实验手段分析所制备镁合金样品的物相组成,进而验证第一性原理计算结果,并推导关键稀土中间相的组成及析出顺序。接着,基于错配度理论探讨优先析出的第二相能否成为初生α-Mg的形核核心,揭示Ce元素对镁合金的变质机理;然后以温度为维度,借助Al-Ce、Mg-Al二元相图和Al-Ce-Mn三元相图将不同温度阶段的合金化反应与电负性理论相关联,从而简化多元合金体系中的复杂合金化问题,最终阐明Ce元素对镁合金强化作用机理。研究结果表明,Ce元素添加后将形成大量沿晶界或贯穿晶粒分布的针状或棒状Al11Ce3和Al10Ce2Mn7相,但优先析出的Al11Ce3、Al10Ce2Mn7相并不能作为初生α-Mg的形核核心,晶粒细化机制为晶界位置的第二相阻碍晶粒长大;拉伸实验结果表明,通过调节Ce元素的添加量形成适量Al-Ce相与Mg-Al相混合的结构有利于提高镁合金室温、高温力学性能。     

镁及其合金表面化学转化处理技术

镁合金作为结构材料具有优良的性能，其应用日益受到关注，但耐蚀性差却制约了其应用，寻找一种合适的表面处理方法已成为必然。综述了镁及镁合金的各种化学转化膜处理方法，包括铬酸盐转化膜、磷酸盐-高锰酸钾转化膜、锡酸盐转化膜、氟锆酸盐转化膜、稀土转化膜、钴酸盐转化膜以及钼酸盐、硅酸盐等转化处理方法。     

稀土Y、Ce和Si对AZ91镁合金铸态组织的影响

研究了稀土Y、Ce和Si的综合作用对AZ91镁合金铸态组织的影响,结果表明,稀土Y、Ce和Si的综合作用,可以显著地细化-αMg相基体晶粒,并使-βMg17Al12相数量减少,以球块状弥散分布;还可以明显地细化Mg2Si相,促进Mg2Si相以短棒状弥散分布。     

镁合金稀土镧化学转化工艺研究

镁合金稀土转化膜技术是近年来发展起来的一种环保型镁合金表面处理新技术。通过正交试验对压铸镁合金AZ91D稀土镧化学转化处理工艺进行了研究。利用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)研究了膜层的表面形貌及其组成,并通过容量法对膜层在5%NaCl(pH=6.8~7.0)溶液中的耐腐蚀性能进行了研究。结果表明:La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La2O3和MgO以及少量的Al2O3组成;La转化膜在浸泡初期的10 h内耐腐蚀性能与铬酸盐转化膜相当。     

镁合金的微观结构对其上制备植酸转化膜的影响

采用浸没法,以纯Mg及AZ91D,AZ61,ZK60,ZM21镁合金为基体材料,在植酸水溶液中制备植酸转化膜.观察了植酸转化膜的形貌,分析了转化膜的元素组成及浓度分布,进而研究了镁合金的微观结构对制备表面植酸转化膜的影响.结果表明:合金元素对植酸转化膜的形成起着决定性的作用,高价合金元素(Al和Zr)比低价合金元素(Zn和Mn)更有利于植酸转化膜的形成,以固溶体存在的Al比以化合态(Mg17Al12)存在的Al更有利于转化膜的形成.     

稀土阻燃镁合金的高温氧化动力学研究

通过给镁中添加稀士元素Y和Ce获得了具有良好阻燃效果的Mg—Y—Ce合金，该合金能在1173K的高温下暴露于大气中0．5h而不燃烧。扫描电镜和X射线衍射分析表日月，合金表面生成了具有双层结构的复杂氧化膜：其中外层主要由Y2O3和MgO组成，内层则由大量的金属镁和极少量的MgO，Y2O3组成。高温氧化动力学研究显示，该合金在673K和773K时氧化符合抛物线一直线规律，而在873K下则遵循四方规律。     

压铸稀土镁合金高周疲劳试验研究

采用升降法对AZ91D、AZ91D 1?和AZ91D 2?压铸镁合金室温高周疲劳行为进行了试验研究。结果表明:适量稀土Ce的添加能够使压铸镁合金AZ91D的室温拉伸性能和疲劳强度得到提高;利用升降法计算出3种成分合金在应力比R=0.1、循环基数为107下的条件疲劳极限分别为96.7 MPa1、16.3 MPa和105.5 MPa,相当于其抗拉强度的46%左右;合金的疲劳断口呈现出准解理与韧窝断裂的混合特征。     

镁合金电化学转化膜的组成及反应机理

目的更好地开展镁合金防腐蚀研究,提高其耐蚀性。方法利用电化学法制备镁合金磷化膜,通过单因素条件实验研究电流密度、温度以及时间对反应过程的影响,得出制备最佳方案。通过X荧光光谱仪(EDX)、X射线衍射仪(XRD)及电化学测试等现代检测技术对镁合金电化学膜微观结构、沉积速率等进行测试,得出制备的转化膜组成成分的定性及半定量分析结果,以此推断镁合金电化学转化膜的生成机理。结果电化学法制备镁合金磷化膜的最佳工艺条件为:电流密度0.5 A/dm2,温度30℃,反应时间5 min。EDX分析结果显示,磷化膜主要成分为Mg、P、Zn,其质量分数分别为11.017%、2.105%、28.534%。结论电化学转化膜的主要化学成分为Mg、P、Zn,还有少量其他成分,如Al、S、Ca、Mn、Ni、Cu。腐蚀机理复杂,不确定性较大。镁合金磷化膜主要由结晶型磷化锌、磷化铝、锌镁金属磷化夹杂物和单质Zn组成,并且还有少量的其他化合物。