輕合金表面高效防護(hù)膜的制備及表征.pdf

1、鋁材及鎂材在世界上的金屬用量分列二、三位。腐蝕一直是制約金屬應(yīng)用的主要因素。傳統(tǒng)鉻酸鹽處理法由于致癌作用越來越受到限制，而溶膠-凝膠法近年來以其特殊的優(yōu)勢(shì)在金屬預(yù)處理方面受到重視。因此本文采用改進(jìn)型溶膠-凝膠法與緩蝕劑結(jié)合的方法對(duì)鋁合金和鎂合金進(jìn)行表面成膜處理，研究了膜層在NaCl溶液中的耐蝕性能，探討了成膜機(jī)制和耐蝕機(jī)理。
　　 本論文采用電化學(xué)阻抗譜(EIS)、Tafel極化曲線等電化學(xué)方法分別考察了經(jīng)改進(jìn)型溶膠-凝膠工藝與

2、緩蝕劑結(jié)合處理的6063鋁合金試樣在3.5％NaCl溶液中的耐蝕性能以及經(jīng)有機(jī)-無機(jī)雜化溶膠與緩蝕劑結(jié)合處理的AZ31鎂合金試樣在0.005MNaCl溶液中的耐蝕性能，并與傳統(tǒng)鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜耐蝕性能做了比較。結(jié)合原子力顯微鏡(AFM)、掃描電子顯微鏡(SEM)及能量色散譜(EDS)對(duì)試樣表面形貌及成分的表征結(jié)果，探討了含緩蝕劑膜層的成膜機(jī)制與耐蝕機(jī)理。結(jié)果表明：
　　 經(jīng)過改進(jìn)型溶膠-凝膠工藝(即在50℃硅溶膠中浸泡30min)處

3、理的6063鋁合金表面硅基防護(hù)膜層較常規(guī)溶膠-凝膠法制備的膜層龜裂程度明顯降低，通過水合反應(yīng)產(chǎn)生的中間層使得膜層與基體結(jié)合力良好，在3.5％NaCl溶液中的耐蝕性能要好于鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜層。先經(jīng)50℃硅溶膠處理后80℃鈰溶膠處理的6063鋁合金表面膜層龜裂現(xiàn)象幾乎消失，耐蝕性能優(yōu)于傳統(tǒng)的摻雜硝酸鈰硅溶膠處理試樣膜層，并且優(yōu)于單一的硅基防護(hù)膜層與鈰基防護(hù)膜層。
　　 AZ31鎂合金表面有機(jī)-無機(jī)雜化膜層由于其特殊構(gòu)成疏水性增強(qiáng)，而且膜

4、層與金屬基體結(jié)合力好，試樣經(jīng)過堿蝕預(yù)處理后膜層耐蝕性能明顯增強(qiáng)。在0.005MNaCl溶液浸泡過程中電化學(xué)阻抗譜先減小后增大，有“自修復(fù)”趨勢(shì)，且耐蝕性能優(yōu)于傳統(tǒng)鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜層及單一硅烷液處理試樣膜層。在測(cè)試濃度范圍內(nèi)(≤0.005M)硫脲與雜化溶膠結(jié)合穩(wěn)定，摻雜硫脲的雜化膜層腐蝕抑制作用明顯，在NaCl溶液中的耐蝕性能隨摻雜硫脲濃度增大而增強(qiáng)，對(duì)鎂合金在NaCl溶液中腐蝕表現(xiàn)為陰極型緩蝕劑。在測(cè)試濃度范圍內(nèi)(≤0.003M)硅酸鈉與雜