鎂合金Ni-NI-P復(fù)合化學(xué)鍍及金屬Ni層的作用機(jī)制研究.pdf

1、與其他金屬材料的Ni-P化學(xué)鍍工藝相比，Mg的自腐蝕電位很負(fù)(-2.37V)，極易氧化，使鍍液中沉積的金屬與基體很難形成穩(wěn)定的結(jié)合，且與Ni-P層間的電位差較大，一旦存在孔隙便會(huì)加重基體腐蝕;鎂合金上α基相和β相之間電極電位相差較大，更難在其表面形成均勻穩(wěn)定的Ni-P層?，F(xiàn)有工藝多采用HF氟化前處理，利用表面穩(wěn)定的氟化鎂膜保護(hù)基體不會(huì)被化學(xué)鍍液過(guò)度腐蝕，但MgF2膜不具有反應(yīng)活性，夾雜在Ni-P層與基體間，降低Ni-P鍍層的結(jié)合性能，且

2、使用六價(jià)鉻和HF等對(duì)環(huán)境和人體有害的物質(zhì)?；诖?，本文采用清潔的化學(xué)置換工藝在鎂合金表面制備兼具催化和保護(hù)基體的金屬鎳層，利用化學(xué)鍍工藝制備N(xiāo)i/Ni-P復(fù)合鍍層。通過(guò)Ni/Ni-P復(fù)合鍍層的腐蝕性能，探討了金屬Ni層對(duì)鎂合金上化學(xué)鍍鎳層腐蝕行為的作用機(jī)制。
　　研究結(jié)果表明:鎂合金表面化學(xué)置換的銀白色鎂鎳合金層，表面呈“干枯河床”狀的裂紋，熱震20次后無(wú)起皮、脫落現(xiàn)象，鎳層在3.5％的NaCl溶液中的自腐蝕電位為-1.2V，有效

3、提高鎂基體表面的電極電位。優(yōu)化出的鎳層上可獲得表面平整、顆粒大小均勻、無(wú)明顯孔隙的Ni/Ni-P復(fù)合鍍層。復(fù)合鍍層的膜基間形成Mg/Mg-Ni/Ni-P成分梯度結(jié)構(gòu)，熱震30次后鍍層仍然完好;在3.5wt％的NaCl溶液中，鎂合金Ni/Ni-P復(fù)合鍍層與直接化學(xué)鍍鎳的腐蝕失重率曲線規(guī)律相同，均呈先升，后平穩(wěn)最后快速失效三個(gè)階段，但是各個(gè)階段的腐蝕失重率不同。浸泡初期，Ni/Ni-P鍍層的腐蝕失重率的上升速率為3.3×10-6g/cm2·

4、h2，而MgF2/Ni-P層的為9.3×10-6g/cm2·h2，兩者相差約3倍;浸泡中期，Ni/Ni-P層的穩(wěn)態(tài)階段為120h，在浸泡180h后才開(kāi)始進(jìn)入失效階段，而MgF2/Ni-P層的穩(wěn)態(tài)階段為90h，在浸泡120h時(shí)已經(jīng)開(kāi)始失效。
　　電化學(xué)阻抗表明Ni/Ni-P層在浸泡初期，腐蝕離子在鍍層的缺陷處吸附，腐蝕以點(diǎn)蝕為主。鍍層的孔隙率越低，到達(dá)基體的腐蝕離子數(shù)量越少，在浸泡初期鍍層的腐蝕速率越慢;浸泡中期，鍍層中的P含量越高

5、，富P鈍化膜的生成速率越快，點(diǎn)蝕孔的擴(kuò)展速率越慢，在浸泡中期的穩(wěn)態(tài)階段越長(zhǎng);浸泡末期，隨著到達(dá)基體的腐蝕離子增多，鍍層以全面腐蝕為主，膜基間的結(jié)合越好，電位差越小，基體的腐蝕越緩慢，在腐蝕曲線上表現(xiàn)為腐蝕速率較小。
　　金屬鎳層改善鎂合金上Ni-P層耐蝕性的機(jī)制是:第一，金屬Ni層提高Ni-P層表面的致密程度，在1％的H2SO4溶液中Ni/Ni-P層的自腐蝕電位為-0.58V，比MgF2/Ni-P層的自腐蝕電位提高了0.12V;第