外文翻譯--高耐腐蝕涂層的納米鎳az91d鎂合金 中文版

1、<p>　　高耐腐蝕涂層的納米鎳AZ91D鎂合金 </p><p>　　顧長東，聯(lián)建設(shè)，何金國，蔣忠浩，江青</p><p>　　重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室汽車材料，教育部，大學(xué)材料科學(xué)與工程系，吉林大學(xué)，南嶺校區(qū)，長春， 130025 ，中國。</p><p>　　2005年3月22收到 ;接受訂正2005年7月4日；網(wǎng)上提供2005年8月15</p>&

2、lt;p><b>　　摘要</b></p><p>　　納米（數(shù)控）鎳涂層直流電鍍對AZ91D鎂合金基體，以提高其耐腐蝕性能使用直接化學(xué)鍍鎳作為保護(hù)層。作為比較，兩個(gè)化學(xué)鍍鎳涂層的鎂合金具有不同厚度也表現(xiàn)出來了。表面的涂層，研究了掃描電鏡和FESEM 。數(shù)控鎳涂層的平均晶粒尺寸約40 nm和明顯的（ 200 ）首選紋理顯示，經(jīng)XRD 。那個(gè)硬度數(shù)控鎳涂層約580 VHN ，這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于

3、（約100 VHN ）的AZ91D鎂合金底面厚度。電化學(xué)測量結(jié)果表明，納米鎳涂層，鎂合金是最低的腐蝕電流密度和最積極的腐蝕電位的研究涂層的鎂合金。此外，數(shù)控鎳涂層AZ91D鎂鎂合金具有很高的耐腐蝕性能的快速腐蝕試驗(yàn)表明該文件中。原因增加耐腐蝕性能的數(shù)控鎳涂層，鎂合金應(yīng)歸功于其細(xì)晶結(jié)構(gòu)和孔隙度低的。</p><p>　　2005年 埃爾塞維爾B.v，擁有全部版權(quán)</p><p>　　關(guān)鍵詞：

4、納米鎳;鎂合金;電鍍，化學(xué)鍍鎳;腐蝕</p><p><b>　　1 導(dǎo)言</b></p><p>　　鎂日益重要的輕質(zhì)金屬結(jié)構(gòu)材料（密度為1.74 g/cm3 ）在許多行業(yè)，飛機(jī)建造，航天技術(shù)，光學(xué)，汽車制造業(yè)例如。然而，本質(zhì)上是高度鎂反應(yīng)及其合金通常有相對較差的腐蝕阻礙，這限制了應(yīng)用鎂合金在實(shí)際環(huán)境。因此，通常是可取的改變表面性質(zhì)的鎂或鎂合金工件，以提高其腐蝕和磨

5、損電阻，可焊性，導(dǎo)電性或裝飾外觀。這可以通過涂層零件用金屬，具有理想的性能所必需的具體應(yīng)用[1]。由于鎂是一種最電化學(xué)活躍的金屬，任何涂層的鎂合金應(yīng)作為統(tǒng)一，堅(jiān)持和孔隙盡可能免費(fèi)。之一最具成本效益和簡單的技術(shù)引進(jìn)金屬涂層到基電鍍技術(shù)，包括化學(xué)鍍和電鍍。此外，鎂被列為困難基板板塊金屬由于其高反應(yīng)。至于對電鍍鎂合金，目前有兩鐘方式用于鍍鎂及鎂合金：直接化學(xué)鍍鎳和鋅浸泡[2] 。它可指出，在許多以前的報(bào)告中關(guān)于化學(xué)鎂合金電鍍[3-6] ，鎳離

6、子提供基本的碳酸鎳鍍液中。不同于上面提到的方法，直接化學(xué)鍍鎳的AZ91D鎂合金最近進(jìn)行的使用鍍液載硫酸鎳[7] 。近年來，有相當(dāng)大的利益在理解的力學(xué)性能，腐蝕性能阻力和耐磨性的數(shù)控金屬制作的電沉積，例如[8-14] 。據(jù)他們說，數(shù)控展出許多不尋常的材料力學(xué)性能和電化學(xué)性能與常規(guī)多晶或非晶材料。</p><p>　　與銅目標(biāo)和monochronmator在50kV及三百毫安與掃描速度和步驟正在4度/min和0.02

7、度 ，分別對鎂合金和涂層硬度進(jìn)行了評價(jià)使用HXD - 1000微型與維氏硬度計(jì)壓，在負(fù)荷100克和會(huì)期的15號電化學(xué)方法進(jìn)行的電化學(xué)分析儀（ CHI800 ，上海，中國） ，這是由計(jì)算機(jī)控制和支持軟件。線性掃描伏安法實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了3 ％氯化鈉水溶液中使用經(jīng)典的三電極電池板與鉑（ Pt ）的作為反電極和銀/氯化銀電極（ 207毫伏與它）作為參比電極。測試前，工作電極清潔的丙酮激動(dòng)超聲10分鐘。裸露面積的測試，得到雙涂層環(huán)氧樹脂（內(nèi)啡肽651

8、）離開揭露面積約一平方厘米。參考鉑電極附近有固定的工作電極（約0.5毫米） ，可以盡量減少錯(cuò)誤由于IR降的電解質(zhì)。在電位掃描實(shí)驗(yàn)，對樣品進(jìn)行了第一次浸泡到3 ％ NaCl溶液中約2 0分 鐘，以穩(wěn)定開路的潛力。</p><p>　　電位曲線所記錄的電極電勢席卷從價(jià)值約300-400毫伏較低值500-600毫伏上比腐蝕電位，分別在清掃率為5毫伏/秒，隨時(shí)記錄變化曲線測量和繪制后上述電化學(xué)測量。腐蝕電位和腐蝕，電流密

9、度icorr確定直接從這些，隨時(shí)記錄變化曲線塔菲爾區(qū)外推法。酸浸泡試驗(yàn)中10 ％的鹽酸溶液在室溫下進(jìn)行測試的耐腐蝕性數(shù)控鎳涂層的鎂合金。如果有微孔隙涂料，腐蝕解決方案將削弱鎂基通過毛孔。由于高化學(xué)活性的鎂，對H+的腐蝕解決方案將減少鎂并變成氫氣氣泡。因此，時(shí)間之間的間隔開始測試的 圖2 X射線衍射圖譜的電鍍Ni對AZ91D鎂合金鎂合金在不同的時(shí)間間隔（一）AZ91D鎂合金基板（二）鍍基材為10分鐘，（三）數(shù)控電鍍鎳

10、涂層。</p><p>　　第一氫氣泡產(chǎn)生的涂層表面可以用來捐贈(zèng)的耐蝕性涂層的鎂合金基體。作為比較，鍍鎳涂層不同厚度（ 10到 25微米）也進(jìn)行了分析。</p><p><b>　　3.結(jié)果和討論</b></p><p>　　3.1 。顯微組織和硬度的涂料

11、 圖2（a）顯示模式的X射線衍射的AZ91D鎂合金鎂合金，這表明底面合金包括最初a（毫克）物資所包圍的共晶混合物a和b（ Mg17Al12 ） [15] 。它也可看到從X射線衍射圖譜圖。 圖2（b）和形態(tài)無關(guān)，如圖3 在化學(xué)鍍鎳約15分鐘， AZ91D鎂合金的全面覆蓋的化學(xué)鍍鎳沉積。磷含量化學(xué)沉積率非常低，因?yàn)殒囀堑谝怀练e在表面的鎂合金根據(jù)沉積機(jī)制鍍上鎂合金[7] 。的X射線衍射分析結(jié)果作為數(shù)控交存電鍍鎳涂層中顯示圖2如果簡報(bào)的X 射線

12、波長， 它半高寬 （全最大寬度的一半）的（ 200 ）衍射峰， 它的衍射角和常數(shù)K=1 。從均衡器。 （1）平均晶粒尺寸的納米鎳約為40納米。在此外， X射線衍射結(jié)果也表明，數(shù)控鎳涂層有一個(gè)明顯的（200）首選紋理。事實(shí)上，鎳鍍層已知給眾多，明確界定首選方向取決于沉積條件，即電解質(zhì)成分， </p><p>　　溫度pH值，電流密度，攪拌和有機(jī)補(bǔ)充[17,18 ] 。那個(gè)（200）首選質(zhì)地?cái)?shù)控鎳在這

13、一研究可能會(huì)由于給定的 電沉積條件可能會(huì)導(dǎo)致更高的電極過。并減少Ni2+的濃度在電極表面[18] 。</p><p>　　圖3（a）顯示了典型的表面形態(tài)沉積鎳涂層數(shù)控。這可以看出，作為表面的沉 </p><p>　　積鎳涂層數(shù)控非常緊湊沒有殖民地結(jié)構(gòu)，這是完全不同在''菜花狀'' （在微米大?。┍砻嫘蚊驳?/p>

14、化學(xué)鍍鎳沉積 圖3 晶粒尺寸</p><p>　?。ㄒ妶D3（b）項(xiàng)） 。此外，沉積表面數(shù)控鎳涂層展出單位和鏡面外觀和晶粒尺寸的存款不能得到解決常規(guī)掃描電鏡觀測。為了一個(gè)明確的觀察細(xì)晶結(jié)構(gòu)，標(biāo)本的數(shù)控鎳是拋光和腐蝕稀硝酸/乙醇解決方案之前，掃描電鏡觀察。表面形貌的數(shù)控鎳預(yù)處理后，上述結(jié)果表明在圖4 非常統(tǒng)一的數(shù)控加工結(jié)構(gòu)中可以看出表面上的數(shù)控加工后略有腐蝕鎳。圖第5（a）顯示斷面形態(tài)數(shù)控鎳涂層

15、對AZ91D鎂合金。顯示基板和兩種類型 圖4 細(xì)晶結(jié)構(gòu)</p><p>　　的鎳層的橫截面的涂料，基材，保護(hù)層和數(shù)控鎳層的特點(diǎn)是符合兩個(gè)箭頭，分別在圖第5（a） 。從這一數(shù)字中，可以看出生成物</p><p>　　圖5 （a）橫截面形態(tài)的鎳涂層， AZ91D鎂合金， （ b ）在定性元分析涂層AZ91D鎂</p><p>　　的酸預(yù)處理

16、之前鍍保護(hù)層的鎂合金的表面不平處作為網(wǎng)狀粘附[7]。此外，那沒有明顯的界限之間的保護(hù)層和數(shù)控鎳層，指出，數(shù)控鎳層緊緊附在保護(hù)層。此外，數(shù)控鎳層顯示非常結(jié)構(gòu)緊湊，沒有毛孔從斷面觀察。圖第5（b）給定性元分析的數(shù)控加工鎳涂層， AZ91D鎂合金的X射線能譜分析。為降低磷含量保護(hù)層前交存的AZ91D鎂合金基體的分布的因素磷是沒有檢測到能譜。從內(nèi)容分發(fā)從襯底的涂層表面沿行標(biāo)在圖5 （ a）項(xiàng)，可以看出，涂層是密切相關(guān)的鎂合金基體。一般情況下，納

17、米材料通常有提高硬度比較傳統(tǒng)多晶硅材料[9,10] 。在這項(xiàng)研究中，硬度數(shù)控鎳涂層約580 VHN ，這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于這對AZ91D鎂合金基體（約100VHN ） 。因此鎂合金涂層的數(shù)控鎳高硬度預(yù)計(jì)將大大提高其表面性能，例如耐磨損性。</p><p>　　3.2 防腐性能的涂料 圖6給了電化學(xué)極化曲線AZ91D鎂合金基體和各種涂料在鎂合金基體的3％氯化鈉水溶液在室溫條件下的解決方案。陰極反應(yīng)電化學(xué)極化曲線相對應(yīng)演變

18、的氫和陽極極化曲線是最重要的功能有關(guān)的腐蝕阻力。在鎂合金基體和上午10時(shí)基與化學(xué)鍍鎳合金層，當(dāng)其擴(kuò)散到陽極地區(qū)，一個(gè)激活控制陽極過程進(jìn)行了觀察。那個(gè)極化電流的增加而增加的應(yīng)用陽極電位，沒有明顯的鈍化現(xiàn)象。然而，腐蝕電位Ecorr的襯底10毫安時(shí)化學(xué)鍍鎳層轉(zhuǎn)向積極大約80 mV的比較與襯底和腐蝕電流密度icorr下降至1.546 mA/cm2的基板為0.327 mA/cm2的10毫安時(shí)厚度鍍鎳層。至于電化學(xué)極化曲線25時(shí)基板化學(xué)鍍鎳層厚度

19、的腐蝕電位Ecorr積極轉(zhuǎn)變 0.410 V和腐蝕電流密度只有9.8 微安/cm2 。和當(dāng)應(yīng)用潛力增加到0.287伏，一個(gè)薄鈍化膜的表面形成的涂層的腐蝕電流密度約15.2 毫安/cm2 。然而，而隱含的0.085伏，鎳溶解發(fā)生日益腐蝕電流密度。對于電化學(xué)極化曲線與基板數(shù)控鎳涂層，應(yīng)該注意到，腐蝕電位Ecorr顯著轉(zhuǎn)移到積極的方向發(fā)展相比與襯底和腐蝕電流密度icorr主要是減少了。之間的潛力價(jià)值</p><p>　

20、　因此可以可見，腐蝕電位Ecorr的化學(xué)鍍鎳涂層對AZ91D鎂合金大大增加朝積極的方向發(fā)展時(shí)，涂層厚度增加。因此，數(shù)控鎳涂層具有最高腐蝕電位和腐蝕電流密度最低在所有這些研究涂層。事實(shí)上，電化學(xué)技術(shù)報(bào)告了研究之間的關(guān)系孔隙度和腐蝕速率測量鍍鎳礦鋼[19,20] 。隨著孔隙度的化學(xué)鍍鎳層降低，腐蝕的價(jià)值潛在Ecorr將變得更為增大和腐蝕現(xiàn)今的變小。從一定意義上講，腐蝕電流密度反映了腐蝕率的涂層。因此，可以推斷出從上述討論中說，數(shù)控鎳涂層，鎂

21、合金具有最低孔隙度之間的研究涂料，這表明高耐蝕性。此外，為化學(xué)鍍鎳涂層在鎂合金，由于減少了孔隙度與增加涂層厚度，耐蝕性似乎增加。在酸浸泡試驗(yàn)，但沒有氫氣泡沫產(chǎn)生的數(shù)控鎳涂層AZ91D鎂鎂合金后沉浸在10 ％ 鹽酸溶液2小時(shí)然后鎂合金的化學(xué)鍍層具有相同的厚度約25微米只可接受約8分鐘無腐蝕鎂基在相同的腐蝕解決方案。那個(gè)有很大的差別，在耐蝕性暗示化學(xué)鍍鎳涂層孔隙率應(yīng)展覽和一些數(shù)控鎳涂層將得到充分的密度。此外，根據(jù)以[13]高耐腐蝕性的數(shù)控材

22、料由于高度的表面缺陷造成的從表面組分的高晶界和接口提供越來越多的好的接觸方式，因此，分散的腐蝕電流密度。因此，數(shù)控鎳涂層，</p><p><b>　　4 。結(jié)論</b></p><p>　　在這項(xiàng)研究中，納米晶體度鎳涂層應(yīng)用于在AZ91D鎂合金基體的直接電流鎂合金顯示。使用電流直接化學(xué)鍍鎳作為保護(hù)層。結(jié)果可歸納如下： 1 。數(shù)控鎳涂層的平均晶粒尺寸約40 nm和明顯

23、的（ 200 ）首選紋理。并作為表面沉積鎳涂層數(shù)控顯示更多緊湊比化學(xué)鍍鎳礦床。 2在酸浸泡試驗(yàn)，數(shù)控鎳涂層展出非常高的耐腐蝕性比化學(xué)鍍鎳涂層具有相同的厚度。電化學(xué)測量表明，數(shù)控鎳涂層的低孔隙度和非常低的腐蝕速率。原因鎂合金應(yīng)歸功于其良好糧食結(jié)構(gòu)和孔隙度低的涂層。3 此外，硬度數(shù)控鎳涂層約580 VHN ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于AZ91D鎂鎂合金基體（約100 VHN ） 。因此，數(shù)控鎳涂層相結(jié)合的高耐蝕電阻和高硬度預(yù)計(jì)將擴(kuò)大應(yīng)用的鎂合金。致謝作者非常

24、感謝基金會(huì)國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究和開發(fā)計(jì)劃No.2004CB619301和項(xiàng)目985個(gè)，汽車工程，吉林大學(xué)對所提供的支持。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] J.E. Gray, B. Luan, J. Alloys Compd. 336 (2002) 88. </p><p>　　[2] ASTM Stand

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