AZ91D鎂合金鈦鋯轉(zhuǎn)化膜成膜機(jī)制及耐蝕性能研究.pdf

1、鎂合金作為輕金屬材料在航空航天、通信、汽車、電子工業(yè)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，但其化學(xué)性質(zhì)活潑，耐蝕性能差使其在許多領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。鎂合金表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜是一種經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單的防腐手段，但是現(xiàn)有的處理方法在鎂合金表面形成的轉(zhuǎn)化膜容易產(chǎn)生裂紋，造成鎂合金耐蝕性能不高，并且處理工藝復(fù)雜，操作溫度較高，不利于達(dá)到節(jié)能環(huán)保的要求。本文將鈦、鋯元素引入到鎂合金轉(zhuǎn)化膜成膜溶液中，成功制備了鎂合金表面環(huán)境友好、無裂紋、低能耗、耐蝕性能良好的鈦鋯轉(zhuǎn)化膜。

2、　　SEM觀察發(fā)現(xiàn)膜層是由球型顆粒堆積形成，顆粒均勻分布于鎂合金基體表面，采用 SEM、TEM對(duì)鈦鋯轉(zhuǎn)化膜的截面形貌、厚度進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)鈦鋯轉(zhuǎn)化膜是雙層膜結(jié)構(gòu)，內(nèi)層致密均勻，外層由球狀顆粒堆積而成。通過XPS對(duì)主要元素檢測(cè)，進(jìn)行分峰擬合得出構(gòu)成轉(zhuǎn)化膜的主要物質(zhì)是MgF2、TiO2、Zr(HPO4)。分別采用析氫實(shí)驗(yàn)、鹽霧實(shí)驗(yàn)、動(dòng)電位極化曲線測(cè)試來表征鈦鋯轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性能。通過對(duì)鈦鋯轉(zhuǎn)化膜成膜過程中開路電位測(cè)試，發(fā)現(xiàn)成膜的電化學(xué)過程主要分為

3、三個(gè)階段。采用SEM對(duì)不同階段的形貌進(jìn)行觀察，鈦鋯轉(zhuǎn)化膜的形成過程是球型顆粒經(jīng)過形核與長(zhǎng)大，并最終覆蓋在金屬表面；采用XPS對(duì)不同階段膜層的化學(xué)組成進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)不同階段組成膜層的物質(zhì)相同，由此提出鈦鋯轉(zhuǎn)化膜的形成機(jī)制。
　　系統(tǒng)研究了酸洗以及酸洗+堿洗前處理工藝對(duì)AZ91D鎂合金無鉻、無裂紋、低能耗鈦鋯轉(zhuǎn)化膜耐蝕性能的影響。研究結(jié)果表明，單獨(dú)的酸洗前處理使得 AZ91D鎂合金表面的α相優(yōu)先溶解，合金表面粗糙度增加，不利于鈦鋯轉(zhuǎn)化

4、膜耐蝕性能的增加。合理地利用酸洗+堿洗調(diào)整AZ91D鎂合金表面化學(xué)狀態(tài)能夠有效提高鈦鋯化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性能。
　　適當(dāng)?shù)暮筇幚砉に嚹軌蜻M(jìn)一步提高AZ91D鎂合金無鉻、無裂紋、低能耗鈦鋯轉(zhuǎn)化膜耐蝕性能。選用三種后處理工藝，分別為封閉劑后處理、濕熱后處理以及常溫水泡后處理，研究不同的后處理工藝對(duì)轉(zhuǎn)化膜耐蝕性能的影響。分別采用SEM觀察三種后處理工藝微觀形貌，采用鹽霧實(shí)驗(yàn)和動(dòng)電位極化曲線探究三種不同的后處理工藝對(duì)鈦鋯轉(zhuǎn)化膜耐蝕性能的影響