镁合金微弧氧化-涂装体系的研究

提出了一种镁合金/微弧氧化膜/有机涂层的镁合金防护体系.在以硅酸钠为主的复合溶液中,利用双向对称脉冲电压在阴、阳极镁合金表面同时微弧电沉积陶瓷膜.利用盐雾实验比较了以镁合金微弧氧化膜为基底并涂覆环氧底漆和聚胺脂丙烯酸面漆的试样与镁合金/微弧氧化膜/有机硅、镁合金/微弧氧化膜/溶胶凝胶涂装试样的耐蚀性,并利用盐雾实验与交流阻抗谱相结合跟踪对比分析了镁合金/有机涂层、镁合金/铬酸盐转化膜/有机涂层、镁合金/微弧氧化膜/有机涂层的屏蔽性能.结果表明:采用溶胶凝胶、有机硅和有机涂层对微弧氧化膜进行涂装的方法均可进一步提高镁合金的耐蚀性,其中镁合金/微弧氧化膜/有机涂层试样可承受480h以上的中性盐雾实验,且其介质屏蔽性能优于镁合金/有机涂层和传统的镁合金/铬酸盐转化膜/有机涂层防护体系.     

AZ91D镁合金微弧阳极氧化及表面处理研究

采用微弧阳极氧化技术在AZ91D镁合金表面获得多孔结构的氧化膜,用不同方法对所得氧化膜进行表面后处理以提高其防腐蚀性能.用扫描电镜和电化学方法对阳极氧化膜的形貌和防腐蚀性能进行了研究,比较了不同表面处理方法的作用和效果.结果表明,采用水合及有机物封孔处理能够有效地封闭AZ91D镁合金微弧阳极氧化膜的微孔,使镁合金耐蚀性能显著提高.     

AZ91D镁合金微弧阳极氧化及表面处理研究

采用微弧阳极氧化技术在AZ91D镁合金表面获得多孔结构的氧化膜，用不同方法对所得氧化膜进行表面后处理以提高其防腐蚀性能．用扫描电镜和电化学方法对阳极氧化膜的形貌和防腐蚀性能进行了研究，比较了不同表面处理方法的作用和效果．结果表明，采用水合及有机物封孔处理能够有效地封闭AZ91D镁合金微弧阳极氧化膜的微孔，使镁合金耐蚀性能显著提高．     

AZ91D镁合金在不同电解液体系中的微弧氧化行为

在3种不同电解液体系中,对AZ91D镁合金表面分别进行微弧氧化处理而得到氧化物陶瓷膜,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对其表面形貌和相组成进行分析,利用划痕仪测试氧化膜与镁合金基底的结合强度,并用电化学工作站分析氧化膜在模拟人体体液中的腐蚀性能.结果表明:在不同电解液体系中所获氧化膜的表面结构和组成不同;随着氧化时间的延长,微弧氧化涂层与基底的结合力先逐渐增加而后趋缓;微弧氧化处理可明显提高AZ91D镁合金的耐腐蚀性能.     

不同(NaPO3)6浓度对镁合金微弧氧化膜的影响

为了考察不同( NaPO3)6浓度对镁合金微弧氧化膜的影响,将AZ91D镁合金在碱性(NaPO3)6溶液中进行微弧氧化处理.结果表明:在( NaPO3)6溶液中获得含有MgO、MgAlO4、α-Al2O3等高熔点高耐蚀性物相的陶瓷质氧化膜,显著提高镁合金的耐蚀性.随着(NaPO3)6质量浓度的增加,微弧氧化过程的起弧电...     

镁合金表面脉冲电沉积Zn过渡层的研究

采用电沉积方法在镁合金表面制备了一种环境友好型Zn过渡层.利用SEM、XRD研究了直流和脉冲电沉积方式对Zn过渡层形貌及微观结构的影响,采用电化学方法研究了Zn过渡层的耐蚀性.结果表明,Zn过渡层在镁合金表面电沉积Sn-Ni合金过程中是必不可少的.在相同的厚度下,脉冲电沉积方式的应用更有利于制备平整致密、无孔且耐蚀性高的Zn过渡层.只有以脉冲Zn为过渡层才能获得良好的后续Sn-Ni合金镀层.     

镁合金微弧氧化的电解液组分研究

利用交流微弧氧化装置对AZ91D镁合金在1组分、2组分、3组分和4组分电解液中进行了微弧氧化处理,并通过电化学测试技术研究了微弧氧化处理后膜层的耐蚀性能.实验结果表明:能显著提高镁合金耐蚀性能的微弧氧化电解液,多为含NaAlO2组分的碱性溶液;电解液中添加H2O2和C4H4O6Na2等组分,可进一步提高膜层的耐蚀性.微弧氧化处理后,膜层表面光滑、均匀、致密,并由尖晶石结构的MgAl2O4相和MgO相组成.NaAlO2组分的存在,能与膜层中的MgO相在微弧氧化过程中一起烧结形成具有尖晶石结构的MgAl2O4耐蚀相,从而提高镁合金的耐蚀性能.     

采用开尔文扫描探针技术研究镁合金偶接铜合金的电偶腐蚀规律

采用开尔文探针技术(SKP)测量AZ91D镁合金与H62铜合金偶接试样在盐雾加速实验中的电偶腐蚀规律. 研究表明:AZ91D镁合金的电偶腐蚀效应受到阳极与阴极的电位差的影响,AZ91D镁合金与H62铜合金偶接试样之间的伏打电位差约为-1.22V, AZ91D镁合金存在显著的电偶腐蚀效应. 由于存在较大的伏打电位差,在盐雾实验初始阶段,电偶腐蚀主要发生在偶接界面AZ91D镁合金一侧附近区域,而H62黄铜没有发生明显腐蚀. 由于AZ91D镁合金在盐雾中生成的腐蚀产物对基体具有一定的保护作用, AZ91D镁合金表面腐蚀产物与基体间存在显著的伏打电位差,导致AZ91D镁合金基体形成新的腐蚀产物. 因此,随着盐雾实验时间延长,AZ91D镁合金电偶腐蚀效应降低,H62铜合金腐蚀加快.     

钕对镁合金电偶腐蚀电流密度及分布的影响

气体保护条件下,通过向镁合金熔体中加入Mg-Nd中间合金的方法制备出不同稀土Nd含量的改性镁合金Mg-9Al-1Zn-xNd(AZ91Nd).采用电偶腐蚀、腐蚀电化学、X射线光电子谱(XPS)等方法研究了AZ91Nd镁合金在电偶腐蚀过程中的电流密度和分布的变化规律.电化学分析表明,在腐蚀过程中,镁合金腐蚀产物膜中含有一定量的Nd2O3,提高了AZ91Nd镁合金的自腐蚀电位和极化阻抗.腐蚀实验表明,Nd能够降低镁合金电偶腐蚀电流密度,促进电偶腐蚀电流在阳极表面均匀分布,抑制了局部腐蚀,提高了镁合金的抗电偶腐蚀性能.AZ91Nd耐蚀性提高的主要原因在于:Nd2O3提高了腐蚀产物膜的致密性导致合金的腐蚀电位和极化阻抗增加.     

微弧氧化处理提高AZ31B镁合金搅拌摩擦焊焊缝的耐蚀性

为提高镁合金焊接接头的耐蚀性,对6mm厚的AZ31B板材搅拌摩擦焊焊缝进行微弧氧化处理,并研究焊缝的微观组织、截面显微硬度及其微弧氧化前后的耐蚀性.结果表明:接头的微观组织明显分为3个区域:焊核区、热机械影响区及热影响区,并且接头整体硬度低于母材,焊接时焊核部位出现软化现象,导致其硬度最低.盐水浸泡实验和电化学测试表明,微弧氧化前焊缝的耐蚀性低于母材,经过微弧氧化处理后,焊缝表面形成一层致密光滑的陶瓷膜,极大提高其耐蚀性.并且,经同工艺微弧氧化处理后,焊缝表面微弧氧化膜要比母材的微弧氧化膜厚.     

镁合金微弧氧化Y2O3-ZrO2-MgO膜制备及性能

在K2ZrF6-Y(NO3)3-NaAlO2电解液中采用微弧氧化技术在AZ91D镁合金表面制备了Y2O3-ZrO2-MgO复合膜层(Al-Zr-Y膜).运用电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和电化学分析与高温氧化等方法研究了Al-Zr-Y膜的组成与结构、耐腐蚀性及热稳定性.结果表明:Al-Zr-Y膜主要由Y2O3,ZrO2,MgO和Al2O3等物相组成,与Na2SiO3-(NaPO3)6电解液中的膜层(Si-P膜)相比,Al-Zr-Y膜的厚度较小,但膜层的致密性较好、表面粗糙度小;腐蚀电流密度较小、开路电位较正、极化阻抗较高;在5%NaCl溶液中的腐蚀速率低于Si-P膜,约为AZ91D镁合金的1%.Al-Zr-Y膜层比普通Si-P膜层具有更好的抗高温氧化性能和耐热冲击性能.     

B和Gd复合微合金化对AZ91镁合金微观组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及X射线衍射分析对添加微量B和稀土元素Gd的AZ91镁合金的显微组织及相组成进行了研究,并对其室温力学性能进行了测试。结果表明,AZ91镁合金中添加Gd后,Gd与Al形成杆状或块状的Al_2Gd化合物相。含Gd的质量分数为1.0%时,铸态合金的拉伸强度为207.8 MPa,相对未加Gd时提升了27.9%。AZ91镁合金复合添加B和Gd后,合金组织发生明显的变化,在减少Gd含量的基础上添加B,可达到用微量B代替部分Gd对AZ91的强化效果。对比单一添加Gd的铸态AZ91镁合金,在达到相同力学性能的情况下,(B+Gd)复合微合金化的AZ91镁合金的Gd添加量质量分数降低了19%,从而降低了成本。     

镁合金无铬表面处理工艺研究

以压铸镁合金AZ91D为基体,用锰酸盐、锡酸盐、钒酸盐分别在其表面制备出无铬化学转化膜.利用中性盐雾试验和极化曲线法测试转化膜的耐蚀性,使用划格法测试转化膜对有机涂层的附着力,用扫描电镜、能谱仪研究转化膜的形貌和成分.结果表明,三种无铬表面处理法能提高镁合金的耐蚀性和涂层的结合力,且处理效果接近铬酸盐法.     

SO2/CO2气体对纯镁及AZ91D合金的保护行为

为探究气体保护纯镁及镁合金免于氧化及燃烧的机制,研究了体积分数为3%SO2和97%CO2混合气体在非封闭熔化炉中对熔融纯镁及AZ91D合金的保护行为。借助具有能谱测定(EDS)的扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)分别分析了熔融纯镁及AZ91D合金表面膜的显微组织、化学成分及相组成。结果表明:在680℃AZ91D合金表面膜密集连续,其厚度约为2μm,而纯镁表面膜厚度约为1μm,混合气体对AZ91D合金的保护效果优于纯镁。两种熔体表面膜由MgO、MgS及少量单质C相组成。除AZ91D表面膜含有少量Al外,两种表面膜均含有S、C、O及Mg元素。     

镁合金在大气环境中的电偶腐蚀

研究了AZ91D,AM50,AM60三种镁合金分别与Q235碳钢、316L不锈钢、H62黄铜、LY12铝合金4种材料组成电偶对在青岛和武汉大气暴晒实验场进行周期分别为3,6,15,20,27个月的大气腐蚀行为及规律. 结果表明,镁合金作为电偶对的阳极其腐蚀速率在与实验所用材料偶接后显著提升. 其中,与Q235碳钢、316L不锈钢偶接后大气电偶腐蚀效应最大,而与LY12铝合金偶接后大气电偶腐蚀效应最小. 青岛站镁合金试样的大气电偶腐蚀效应要明显高于武汉站的试样. 不同镁合金的大气电偶腐蚀效应γ之间存在的基本关系为AZ91D最大,AM50最小.     

AZ91D镁合金植酸转化膜组成与耐蚀性能研究

采用一种环保型金属处理剂植酸对AZ91D镁台金进行化学转化处理，并通过电化学测试技术和化学浸泡方法考查其耐蚀性能．结果表明，经植酸处理后，与传统的铬酸盐制品相比，在室温模拟汗液中，AZ91D镁合金的腐蚀电位从-1．6V提高到-1．2V（SCE）；在相同电位下，阳极极化电流密度减小5个数量级，电化学性能得到显著改善．涂覆聚丙烯酸树脂后，在模拟汗液中浸泡72h没有观察到腐蚀迹泉．根据扫描电镜观察、电子能谱分析和衰减全反射红外光谱测试结果，发现植酸在镁台金表面发生化学吸附，以植酸盐的形式在合金表面形成一层致密的、具有网状裂纹的转化膜．该转化膜能够有效地阻止浸蚀性阴离子与金属基体接触，从而提高了镁合金的耐蚀性能．     

镁合金在水-乙二醇体系中的电偶腐蚀及缓蚀剂

研究了AZ91D压铸镁合金分别与Q235钢、H62黄铜、LF21铝合金及356#铸铝偶接在水-乙二醇体系中的电偶腐蚀行为和规律,并对加入开发的有机-无机复配缓蚀剂前后的腐蚀行为差异和缓蚀效果作出了评价.结果表明,加入缓蚀剂后不仅降低了电偶对中镁合金的全面腐蚀,而且有效抑制了点蚀.通过电偶腐蚀电化学参量的测量和动电位极化曲线的测量发现,AZ91D压铸镁合金的电偶腐蚀由加入缓蚀剂前的阴极控制转变为阳极控制,且对阳极过程抑制显著.