表面改性增強鎂鋁自愈合防腐蝕性能的研究.pdf

1、輕金屬及其合金由于具有較高的強度/重量比、易成型加工以及優(yōu)異的物理、化學(xué)性能，被廣泛應(yīng)用于國防、航空航天、汽車、電子、儀器儀表及日用品制造等領(lǐng)域。但輕金屬及其合金耐蝕性較差，因而必須采取相應(yīng)的措施來解決輕金屬合金的腐蝕問題。目前，涂層防護(hù)是應(yīng)用最普遍、最有效、最經(jīng)濟(jì)的一種防腐措施。然而，傳統(tǒng)涂層均存在固有孔隙和缺陷，其易加速涂層失效，限制了涂層防護(hù)技術(shù)的廣泛應(yīng)用。因此，如何賦予涂層良好的自修復(fù)防護(hù)性能成為迫切需要解決的問題。本論文主要是

2、基于物質(zhì)的化學(xué)溶解平衡原理，提出一種在鎂鋁輕金屬合金表面制備高耐蝕、高壽命、自愈合防腐涂層的新方法，并深入探究了涂層相應(yīng)的電化學(xué)生長機(jī)理和耐蝕機(jī)理，為高效智能防腐蝕材料的開發(fā)以及防止溶液、大氣腐蝕的研究提供了新思路及理論依據(jù)。
　　首先，通過采用腐蝕誘導(dǎo)沉積技術(shù)分別在AZ91D鎂合金和鋁基體表面制備了致密、均勻且穩(wěn)定的八羥基喹啉鎂(Mg(HQ)2)和八羥基喹啉鋁(Al(HQ)3)轉(zhuǎn)化膜。由極化曲線(PC)和交流阻抗(EIS)測試表

3、明，生成轉(zhuǎn)化膜后鎂鋁金屬在腐蝕性介質(zhì)中的自腐蝕電流比純金屬的自腐蝕電流降低了1個數(shù)量級，阻抗值比純金屬增長了將近2個數(shù)量級，大大提高了金屬的防腐蝕性能。
　　其次，深入探究了Mg(HQ)2和Al(HQ)3轉(zhuǎn)化膜的耐蝕機(jī)理，結(jié)果表明該膜層不僅有效地屏蔽了腐蝕性介質(zhì)的侵蝕，而且基于溶解-再結(jié)晶的自修復(fù)防腐蝕機(jī)理，一旦膜層破損，膜層會自身溶解釋放出緩蝕劑離子HQ，在破損處與腐蝕下來的金屬離子重新再結(jié)晶生成沉淀覆蓋在基體表面，實現(xiàn)自愈合，

4、形成對金屬基體的長效保護(hù)。
　　最后，在上述工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步利用八羥基喹啉陰離子對鋁基體表面制備的水滑石(LDH)膜進(jìn)行改性處理。結(jié)果表明化學(xué)改性過程中，緩蝕劑嵌入涂層中，誘導(dǎo)涂層相結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化，生成Mg(HQ)2和Al(HQ)3的復(fù)合物，顯著增強了LDH涂層的耐蝕性能。水滑石涂層獨特的層狀微納米結(jié)構(gòu)作為模版和微納米容器實現(xiàn)了涂層的改性及緩蝕劑的存儲過程，一旦涂層破壞，改性的涂層會在缺陷處定向釋放緩蝕劑，并利用緩蝕劑的化學(xué)刻蝕作