LY12铝合金表面双层稀土转化膜的研究

依据电化学阻抗谱评价了ＬＹ１２铝合金表面双层稀土转化膜的抗腐蚀性能,膜的存在使材料的腐蚀电阻增大,腐蚀速率降低。利用扫描电镜（ＳＥＭ）观察了稀土（ＲＥＭ）转化膜的表面形貌,膜是以不同尺寸的圆球状颗粒层辅满基体表面。利用Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）研究了膜的微观形态,发现膜以非晶态形式存在。利用Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）分析的膜的成分,膜是由铈的氧化物和氢氧化物组成。铈的价态呈三价和四价。     

2024铝合金表面有色钛锆转化膜的制备与性能研究

为解决铝合金表面高耐蚀、无铬有色钛锆转化膜的制备难题,以2024铝合金为基体,采用钛酸盐、锆酸盐为主盐,单宁酸为着色剂并加入缓蚀剂,制备了一种有色钛锆转化膜.通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、中性盐雾试验、动电位极化曲线和电化学阻抗对有色转化膜的表面形貌、成分及耐蚀性能进行了表征和分析.结果表明:制备的钛锆转化膜均匀平整,无明显缺陷;处理后的2024铝合金经168h中性盐雾试验,膜层颜色略有变浅,但无明显腐蚀产物生成,转化膜腐蚀电位升高了270 mV,腐蚀电流密度降低了2个数量级,极化电阻增加了1个数量级;转化膜在腐蚀过程中自钝化作用及腐蚀产物的封闭阻挡作用是膜层具有较好防护性能的主要原因.     

环境友好型铝合金表面转化膜的制备及其耐蚀性能

目前,电子电气中铝合金件的铬酸盐系化学转化处理溶液含有六价铬离子,严重污染环境.应用电化学方法在3A21铝合金表面制备了一种环保型化学转化膜,并用盐雾技术对其进行了研究.结果表明:这种化学转化膜常温下成膜速度快;致密的转化膜主要由冰晶石的细小颗粒组成;膜的耐蚀性能好.     

铝合金表面稀土转化膜工艺研究

为了全面取代铬酸盐，开发无污染铝合金防蚀处理新工艺，采用了正交试验得出以Ce(NO3)3为主盐的铝合金富铈转化膜工艺，膜的耐蚀性略高于铬酸盐处理膜，比铝合金的自然氧化膜耐蚀性高出约20倍，并以成膜均匀性、溶液稳定性和在0.1mol／L NaCl溶液中的极化阻力Rp为依据，研究了适合工业化应用的工艺范围，对几种富铈转化膜工艺进行了比较研究，结果表明，氧化剂的选择及其在溶液中的稳定性对成膜性能起重要作用。     

工艺参数对铝合金稀土转化膜微观形貌的影响研究

采用稀土盐Ce（NO3）3与氧化剂KMnO4作为无铬化学转化液的主要成分，在6063铝合金表面制备了耐腐蚀稀土转化膜，利用正交试验法与单因素实验法对转化膜处理溶液浓度、溶液温度与pH值以及时间等工艺参数进行了优化，利用SEM微观分析法，并对稀土转化膜的表面形貌进行了研究，并分析了处理工艺参数对转化膜微现形貌与耐腐蚀性能的影响。     

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.     

5052铝合金Ti-Ce转化膜的性能

为了消除铬酸盐处理六价铬的危害,室温下在5052铝合金表面制备了环保型Ti-Ce转化膜。通过正交试验确定了转化液的最佳组成:1.0 g/L Ce(NO3)3.6H2O,4.0 g/L NaF,4.0 g/L Ti(SO4)2,1.5 g/L H2O2,2.0 g/L EDTA;同时采用单因素法研究了转化液pH值对转化膜厚度的影响,采用中性盐雾试验考察了转化膜的耐蚀性,并通过扫描电子显微镜和能谱仪分析了转化膜的微观形貌和成分。结果表明:Ti-Ce转化膜通过了96 h的中性盐雾测试;转化膜均匀且缝隙较少,主要含有C,O,F,Al,Ti,Ce等元素,不含有害物。     

铝合金稀土转化膜的碱性成膜工艺

用正交法得出了最佳成膜工艺Ｔ２／Ｔ７，并对该工艺的膜层耐蚀性进行了试验。结果表明：经该工艺处理后铝合金在ＮａＣｌ水溶液中的均匀腐蚀速度可降低９０％＿９５％；铝合金腐蚀的阳极过程受到明显阻滞，明显地改善了铝合金在氯化物介质中的耐点蚀性能。     

6063铝合金表面Ce-Mn/Mo复合转化膜的组织及性能

为了进一步提高铝合金的耐腐蚀性能,利用两步法在6063铝合金表面制备Ce-Mn/Mo复合化学转化膜。采用扫描电镜、能谱仪、电化学测试对转化膜的组织结构和耐蚀性能进行表征。结果表明:Ce-Mn/Mo复合膜主要由Al,Mo,Ce,Mn的氧化物和氢氧化物组成,主要成膜元素Mo,Ce和Mn在膜层中分布规律基本一致;膜层组织致密且较厚,与基体间结合良好;Ce-Mn/Mo复合转化膜具有优异的电化学腐蚀性能,可显著降低6063铝合金的自腐蚀电流密度,使钝化区间变宽。     

铝合金表面铈锰化学转化

以硝酸铈和高锰酸钾为主盐,在6063铝合金表面制备了Ce-Mn化学转化膜。研究了室温下成膜时间、转化液pH值、硝酸铈和高锰酸钾浓度对Ce—Mn转化膜电化学性能的影响,获得了最佳成膜工艺：7g／LCe（NO3）3,2g／LKMnO4,时间9min,pH值2．3。采用极化曲线考察了所得转化膜的耐蚀性,并通过扫描电镜和能谱仪分析了膜的表面微观形貌和组成。结果表明：Ce．Mn转化膜比6063铝合金具有更低的腐蚀电流密度和更大的极化电阻,表现出良好的耐腐蚀性能;Ce-Mn转化膜主要成分是铝、镁、铈、锰和氧。     

铝基防护层表面铈转化膜的制备与耐蚀性能

为了提高铝基防护层的耐腐蚀性能,采用L9(34)正交试验法,优化了铈盐改性溶液的配方,确定了工艺条件,在铝基防护层表面制备了铈转化膜,并考察和比较了铈转化膜的性能指标.通过试验,确定了优化后的转化配方主要成分及工艺:14.0 g/L Ce(NO3)3,0.3 g/L(NH4)2S2O8,0.3 ML/L促进剂,pH=1.5～3.0,温度25℃,时间25 min.本工艺制备的转化膜耐蚀性优于Alodine1001,能满足飞机高强度钢部附件表面铝基防护层改性处理的要求.     

铝合金表面铈基转化膜研究进展

铝合金具有成本低、强度质量比高、可加工性能良好等优点,被广泛应用于航空、交通、建筑等领域.但铝合金表面易发生小孔腐蚀和晶间腐蚀,需要进行防腐处理才能满足应用要求.稀土元素铈因具有特有的电子层结构和物理化学特性,是制备铝合金稀土转化膜最具优越性的元素,以此为防腐基材开发的稀土转化膜技术被认为是最有可能替代铬酸盐钝化的技术.目前所报道的铈基转化膜工艺有化学浸泡法、溶胶-凝胶法、电化学法、磁控溅射法等.其中,化学浸泡法制备过程简单,但铈离子的转化和沉积速率较难控制一致,膜层微米级裂纹较多;溶胶-凝胶法制备的膜层与基体结合强度高,耐蚀性好,但需要大量铈盐,且产生较多废酸、碱液,成本高,环境污染大;电化学法在低温下实现性能可控的铈基转化膜,成本低,但成膜有大量晶间裂纹,结构疏松,成膜质量差;磁控溅射法制备的涂层均匀,成分可控,但靶材的利用率低,难以实现强磁性材料的低温高速溅射.总体来看,目前所报道的铈基转化膜工艺存在溶液体系稳定性差,所制备的转化膜层不稳定、容易开裂,以及制备成本较高的问题,难以满足工业化应用的要求.铈基转化膜成膜机理被普遍认为是阴极成膜理论,即铝合金表面形成了氧化还原微电池.溶液中的溶解氧以及加入的H2 O2可作为羟基的供体,通过改变溶液局部pH值、物质、电子和电荷浓度来影响稀土元素的氧化反应和在基体表面的沉积.铈基转化膜的耐蚀机理是阴极抑制机理,即在铝合金表面形成的铈基转化膜阻止了氧的传输和电子的转移和传递,从而阻止了阴极微区上的还原反应,防止了铝合金表面的腐蚀溶解.但该机制只强调了阴极抑制,而忽略了也可能发生的阳极抑制.同时,由于涉及到电化学动力学抑制,因此铈基转化膜有"自愈能力".本文综述了国内外铝合金铈基转化膜制备工艺的研究进展,指出了各工艺的优点和缺点,阐述了铈基转化膜主流成膜和耐蚀理论的研究,并对制备工艺的改进方向及未来理论的研究方向进行了展望.     

铝合金表面化学转化膜制备技术的研究进展

随着铝合金的广泛应用,如何改善铝合金的耐蚀性也成为重要研究课题.综述了几种关于铝合金表面处理的化学转化方式,包括铬酸盐处理、稀土处理、凝胶-溶胶法、有机酸以及有机硅烷处理等,论述了每种方法的发展历程、工作原理,对国内外的最新研究成果和优缺点进行了对比,指出目前能够完全替代六价铬钝化法的环保高效的转化法尚未成熟,仍然是亟待解决的问题.     

2024铝合金氟铝酸盐转化膜的制备及其防腐蚀性能

为了寻找替代传统铬酸盐转化的处理工艺,采用由NaF,(NH4)2SiF6,(NaPO3)6和钛盐促进剂组成的转化液,在2024铝合金表面制备了一种氟铝酸盐化学转化膜,优化了转化液组分及转化工艺条件。结果表明:最优工艺为5.0 g/L NaF,5.0 g/L(NH4)2SiF6,0.9 g/L(NaPO3)6,0.5 g/L钛盐促进剂,pH值为4.7,室温,20 min;最优工艺所得氟铝酸盐转化膜由排列紧密且形状规则的晶体颗粒组成,表面覆盖有胶状物,膜层连续而致密、呈亚光,组成(质量分数)为7.53%O,48.87%F,19.11%Na,20.78%Al,0.79%Si,1.66%P,1.26%Cu;氟铝酸盐转化膜耐蚀性优良,最优工艺所得转化膜耐盐雾腐蚀达285 h,其使铝合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电位增加了58 mV,腐蚀电流密度降为钝化前的1/9。     

铝合金表面阳极氧化膜的制备及其摩擦性能

为了提高铝合金表面耐磨性能并降低摩擦系数,对其进行自润滑表面处理.利用铝合金阳极氧化膜耐磨的特性及多孔的形貌,研究制备既具备高耐磨性又具有大孔径的阳极氧化膜工艺,并采用超声处理结合热浸渍的方法向纳米孔中填充聚四氟乙烯(PTFE)润滑颗粒.通过对草酸、磷酸+有机酸和草酸+磷酸+柠檬酸3种体系的氧化液制备出的氧化膜性能的比较,选用草酸、磷酸、柠檬酸的混合酸对铝合金进行阳极氧化,形成了厚为28.2um,维氏硬度为236.4的硬质氧化膜,其氧化膜孔径大小约为90 nm.经过润滑颗粒填充处理和热处理之后在铝合金表面制备出了结合良好的自润滑膜,其表面摩擦系数为0.135.该表面处理方法实现了铝合金表面的自润滑.     

铝合金表面杂化膜层的制备和耐蚀性研究

以γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷(GPS)和双酚A(BPA)为主要原料,采用溶胶-凝胶工艺在铝合金表面制备了纳米GPS/BPA杂化膜层,通过动电位极化(PDS)法确定了制备较好防护性杂化膜层的GPS、BPA摩尔比,用反射吸收红外光谱(RA-IR)对AA2024-T3铝合金表面杂化溶胶交联前后的变化进行了表征,并用扫描电子显微镜(SEM)分析了交联后膜层中无机相的分布.采用盐雾试验和电化学阻抗谱(EIS)测试了这种杂化膜层的防腐蚀性能.结果表明,无机相呈颗粒状均匀分布在膜层中,颗粒平均大小45～80 nm,GPs和BPA摩尔比为1∶1时杂化膜层的防腐蚀保护性能最优.固化后的杂化膜层中仍有环氧基团剩余,膜层和基体界面处形成了铝硅氧烷(Al-O-Si)共价键网络.盐雾试验后未有明显腐蚀现象,但在0.5%NaCl溶液中浸蚀24 h后的EIS分析表明膜层和基体界面处发生了腐蚀.     

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。