AZ31镁合金微弧氧化陶瓷层表面Mg(OH)2膜层的制备及耐蚀性

采用不同浓度的NaOH溶液对AZ31镁合金微弧氧化(Micro-arc oxidation, MAO)陶瓷层进行水热处理, 研究了水热溶液浓度对MAO陶瓷层组织结构及耐蚀性能的影响, 探讨了水热成膜及膜层的腐蚀机理。研究结果表明：水热处理过程中MAO陶瓷层表面的MgO部分溶解, 释放出的Mg ²⁺与水热溶液中的OH ^-结合形成Mg(OH)₂纳米片沉淀在陶瓷层表面及孔洞内。随着水热溶液中NaOH浓度的增加, 水热处理过程中形成的Mg(OH)₂将MAO陶瓷层表面的孔洞及裂纹等固有缺陷闭合, 提高了膜层的致密性。电化学实验结果表明, MAO及水热复合处理所制备的Mg(OH)₂/MAO复合膜层比单一MAO陶瓷层具有更好的耐蚀性, 而且随着NaOH浓度的提高, Mg(OH)₂/MAO复合膜层的耐蚀性增强; 浸泡实验结果表明Mg(OH)₂/MAO复合膜层能为镁合金基体提供长久的腐蚀防护保护能力。     

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。     

镀锌钢铈盐转化膜硅酸钠封闭后的耐蚀性能

为进一步提高镀锌钢铈盐转化膜的耐蚀性能,采用硅酸钠溶液对其封闭处理,优化封闭条件,并采用扫描电镜(SEM)、能谱、中性盐雾加速腐蚀测试和电化学测试研究了封闭前后试片的形貌、成分及耐蚀性。结果表明:最优封闭条件为10 g/L硅酸钠,pH值11.5,温度35℃,时间5 min;硅酸钠溶液封闭处理后,铈盐转化膜表面裂纹消失,膜层连续完整,耐中性盐雾腐蚀时间从封闭前的24 h提高到72 h,腐蚀电流密度从4.64μA/cm2降低到1.51μA/cm2,耐蚀性大大提高。     

热镀锌层磷化膜硝酸铈封闭后处理的研究

为进一步增强磷化膜的耐蚀性,将磷化热镀锌钢板用硝酸铈溶液进行封闭后处理,并采用扫描电镜(SEM)和X射线能谱(EDAX)对所得复合膜层的组织形貌和化学成分进行了分析.结果表明,经硝酸铈溶液封闭处理后,磷化膜的孔隙被封闭,在锌层表面形成了由磷化膜和铈盐转化膜构成的连续完整的复合膜.其耐蚀性显著优于单磷化膜,其中热镀锌钢磷化300 s再在硝酸铈溶液中封闭处理300 s后所获得的复合膜耐蚀性最佳,并优于常规铬酸盐钝化膜.     

热镀锌钢铈盐/硅烷复合膜的制备及其耐蚀性能

热镀锌钢板上单一的铈盐、硅烷钝化膜有一些缺点,对提高其耐蚀性作用不大。为此,将热镀锌钢板先经铈盐溶液处理,再用乙烯基三甲氧基硅烷溶液浸渍,获得了铈盐/硅烷复合钝化膜。采用扫描电镜(SEM)、俄歇电子能谱(AES)、盐水全浸试验和电化学交流阻抗谱(EIS)研究了复合膜层的表面形貌、结构特性和耐蚀性能。结果表明:硅烷膜能较好地填充铈盐转化膜中的裂纹,铈盐/硅烷复合膜层连续、完整、致密,厚400～450 nm,与基体结合较好,复合膜中硅烷膜/铈盐转化膜/锌基体的化学成分呈连续的梯度变化;与热镀锌钢相比,单一铈盐转化膜、硅烷膜的交流阻抗值增加了1个多数量级,复合膜的则增加了约2个数量级,复合膜层的耐蚀性较单一膜层显著增强,且优于常规铬酸盐钝化膜。     

硝酸铈封闭对2A12铝合金己二酸-硫酸阳极氧化膜耐蚀性的影响

研究了硝酸铈溶液封闭对2A12铝合金己二酸-硫酸阳极氧化膜耐蚀性的影响,通过盐雾腐蚀实验、电化学动电位极化扫描法和电化学阻抗谱法(EIS)对阳极氧化膜的耐蚀性进行研究,采用场发射扫描电镜(FE-SEM)观察试样封闭前后的表面微观形貌,并与稀铬酸封闭、沸水封闭传统工艺进行比较。结果表明:采用硝酸铈溶液封闭的2A12铝合金阳极氧化膜腐蚀电流减小,阻抗值增大,耐腐蚀性增强。阳极氧化膜表面呈致密的花瓣状,多孔层内及氧化膜表面附着一层致密铈的氧化物或氢氧化物,其耐蚀性优于沸水封闭,与稀铬酸封闭相当。     

6061铝合金表面γ-APS协同稀土镧盐复合膜的性能

单一硅烷转化膜对金属基体的保护不足,稀土处理可对硅烷转化膜进行改性。以硅烷γ-APS协同稀土镧盐处理6061铝合金板材,在硅烷基础溶液中添加不同含量的稀土硝酸镧对6061铝合金进行转化处理,采用电化学方法和硫酸铜点滴方法,研究了硝酸镧含量对铝合金基体表面γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-602)硅烷膜耐蚀性能的影响,通过划格法和模拟大气腐蚀研究复合膜、硅烷膜试样、镧盐钝化膜试样与有机涂层间的结合力。结果表明:在KH-602硅烷基础溶液中添加15 g/L硝酸镧时硅烷镧盐复合膜的耐蚀性和结合力最好;复合膜主要由S,O,Si,Al,La元素组成,其中La元素含量明显高于单一稀土转化膜;与硅烷膜、镧盐转化膜相比,复合膜表现出很好的耐蚀性。     

SiO2粒径对Ni-Co-SiO2复合镀层性能的影响

长期暴露在海洋环境中的钢质紧固件的腐蚀问题严重影响了海洋工程装备和设施的服役安全性。电镀合金镀层是紧固件常用的防护方法,其中,镍钴合金镀层具有较好的耐蚀性。通过向Ni-Co镀液中添加不同粒径的SiO₂颗粒,利用电沉积技术在45钢基体上制备Ni-Co-SiO₂复合镀层。之后,分析了SiO₂粒径对复合镀层表面形貌和显微结构的影响,评价了复合镀层在3.5%（w）的NaCl溶液中的耐蚀性能,并对复合镀层的显微硬度和摩擦系数进行了测试。结果表明,随着镀液中SiO₂粒径的增大,复合镀层表面的SiO₂分布均匀性先增大后减小,当SiO₂粒径为70 nm时,镀层表面形成较完整的SiO₂膜层。动电位极化和电化学阻抗谱测试表明,掺杂70 nm的SiO₂的复合镀层具有最好的耐蚀性。随着镀液中SiO₂粒径增大,复合镀层的硬度逐渐降低,但其对摩擦系数的影响较小。      

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.     

热镀锌钢表面稀土转化膜的制备及其耐蚀性研究

热镀锌重铬酸盐钝化毒性大、不环保.为解决此问题,研究了以无毒、无污染的铈盐取代剧毒重铬酸盐的钝化工艺,采用正交试验确定了热镀锌钢表面稀土转化膜的最佳成膜工艺参数,讨论了处理液组成、pH值、成膜温度及成膜时间等因素对稀土转化膜耐蚀性的影响,并采用中性盐雾试验(NSS)和极化曲线测定等方法评价了转化膜对热镀锌层的防护作用.结果表明,本工艺可以明显推迟热镀锌层出现白锈的时间;稀土转化膜同时抑制了热镀锌层腐蚀的阳极和阴极过程,腐蚀电流密度下降,极化电阻升高,显著改善了热镀锌层的耐蚀能力.     

水热处理对AZ31镁合金微弧氧化陶瓷层组织结构及耐蚀性的影响

采用两种不同成分的溶液对AZ31镁合金微弧氧化(MAO)陶瓷层进行125℃+18 h的水热处理,研究了水热溶液成分对微弧氧化陶瓷层组织结构及耐蚀性能的影响,探讨了水热成膜及膜层腐蚀机理。研究结果表明：水热处理过程中微弧氧化陶瓷层表面的MgO部分溶解,释放出的Mg²⁺与碱性水热溶液中的OH^-结合形成Mg(OH)₂纳米片沉淀在陶瓷层表面及孔洞内;而在含有Al³⁺和Co²⁺的溶液处理过程中,溶液中的Al³⁺和Co²⁺取代沉淀在MgO表面及孔洞内的Mg(OH)₂中部分Mg²⁺的位置形成双金属氢氧化物(LDH)纳米片,将微弧氧化陶瓷层表面的孔洞及裂纹缺陷闭合。润湿性与电化学测试结果表明,亲水性的Mg(OH)₂/MAO复合膜层因Mg(OH)₂对MAO陶瓷层的封孔效应能在一定程度上提高MAO陶瓷层的耐蚀性,而疏水性的LDH/MAO复合膜层因封孔效应和LDH离子交换能力能显著提高MAO陶瓷层的耐蚀性。     

镁合金微弧氧化-溶胶凝胶复合膜层的耐蚀性

用微弧氧化和溶胶凝胶法在AZ91D镁合金表面制备复合膜层,用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)和电化学测试等分析手段表征其成分、相结构和截面形貌,研究了复合膜层的耐蚀性.结果表明,溶胶凝胶膜有效地封闭了镁合金表面微弧氧化膜的微孔,形成结合力好且较为致密的复合膜层.复合膜层的组成主要有MgO、M...     

SiO2或TiO2纳米粒子/含氟聚丙烯酸酯复合涂层的制备及其防腐蚀性能

通过在含氟聚丙烯酸酯(PFHI)溶液中添加固体纳米粒子,经涂覆热固化后得到了厚度约为1 μm的SiO₂或TiO₂纳米粒子/PFHI复合涂层,考察了SiO₂或TiO₂两种纳米粒子质量分数对复合涂层表面性质和防腐蚀性能的影响。利用Tafel极化曲线和电化学交流阻抗(EIS)测试研究了复合涂层在3.5wt% NaCl溶液中的电化学防腐蚀性能,并运用XPS、衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、TG-DTA、SEM、光学接触角(OCA)手段对复合涂层进行表征。结果表明,添加SiO₂或TiO₂纳米粒子均可大幅提高PFHI涂层的电化学防腐蚀性能,SiO₂与PFHI质量比为0.3的SiO₂/PFHI复合涂层电荷转移阻抗值R_ct与PFHI涂层相比上升了2个数量级。SiO₂或TiO₂纳米粒子增大了涂层表面粗糙度,与PFHI紧密结合形成致密的复合涂层,提高了涂层的疏水性和致密性,从而改善了涂层的抗腐蚀性能。      

镁合金表面微弧氧化-SiO2复合膜层的微观结构和耐蚀性

采用有机醇盐水解法制备SiO2溶胶,用浸溃-提拉制膜技术在AZ31B镁合金微弧氧化陶瓷层表面制备SiO2膜层,研究了镁合金表面微弧氧化-SiO2复合膜层的微观结构和耐蚀性.结果表明:SiO2溶胶进入微弧氧化陶瓷层表面的微孔并形成了SiO2膜层;由微弧氧化陶瓷层和SiO2膜层组成的复合膜层的腐蚀电位比单一陶瓷层明显提高,...     

Corrosion resistance of a silane/ceria modified Mg--Al-layered double hydroxide on AA5005 aluminum alloy

The present work aimed at assessing the electrochemical behavior and the corrosion inhibition performance of Mg--Al-layered double hydroxide (LDH) coatings modified with methyltrimethoxysilane (MTMS) and cerium nitrate on AA5005 aluminum alloy. The chemical compositions and surface morphologies of the coatings were investigated by XRD, FT-IR and FE-SEM, while their corrosion resistance was evaluated by electrochemical and immersion tests. An optimum corrosion resistance of the composite coatings was obtained by adding 10⁻² mol·L⁻¹ cerium nitrate. An excess addition of cerium nitrate resulted in a loose structure and poor corrosion resistance of the coating. The corrosion mechanism of the composite coatings was proposed and discussed.     

纳米Si02在电镀锌三价铬钝化中的作用

我国镀锌层三价铬钝化膜的性能仍不完善,为了进一步增加钝化膜的耐腐蚀能力,将纳米SiO2加入到三价铬钝化液中,对电镀锌层进行常温彩色钝化-封闭同步处理。通过中性盐雾试验与电化学极化曲线对钝化膜的抗腐蚀性能进行评价。结果表明：钝化液中纳米SiO2含量为3．5g／L时,钝化液稳定,与三价铬共沉积,产生协同作用,钝化膜光亮,镀...     

硬脂酸封闭工艺参数对铝阳极氧化膜耐蚀性的影响

通过电化学极化和扫描电镜（SEM）形貌观察，研究了硬脂酸封孔工艺中封闭液浓度、温度和时间等参数对铝阳极氧化膜在NaCl溶液中耐蚀性的影响，提出了提高耐蚀性的最佳封孔工艺参数为：90－95℃，100％硬脂酸封闭30min,6%N-甲基烷络丙酮50℃，2min去油膜。结果表明，经硬脂酸封孔后的铝阳极氧化膜表面平整无缺陷，膜的耐蚀性显著提高，在中性NaCl溶液中耐蚀性优于经沸水法和重铬酸钾法封闭的氧化膜。     

2219铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织对微弧氧化膜生长的影响

采用微弧氧化方法在硅酸盐电解液里在2219铝合金搅拌摩擦焊接头表面均匀生长一层50 μm陶瓷膜, 分析了铝合金基体和焊缝区陶瓷膜的形貌、相组成和显微硬度分布, 探讨了合金显微组织和微弧氧化膜生长过程的相互影响. 结果表明, 铝合金显微组织对微弧氧化膜的生长影响较小, 铝合金基体和焊缝区的微弧氧化膜特性几乎相同, 陶瓷膜都是由α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃和莫来石(3Al₂O₃·2SiO₂)相组成; 不同区域膜层的显微硬度相等, 其平均硬度约为HV 1500. 另外, 微弧放电高温过程对膜/基界面附近的铝合金显微组织没有影响.