镁合金表面镧、钐稀土防护膜研究

利用化学转化处理在AZ31镁合金表面制备两种非铈稀土防护膜--镧膜和钐膜.采用电化学阻抗谱(EIS)方法评定膜层的防护效果,采用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散谱(EDS)表征膜层的表面形貌及组成.结果表明:镁合金表面镧、钐转化膜均由相应的稀土氢氧化物/氧化物及基体金属氢氧化物/氧化物组成;镧转化膜均匀、致密,对基体金属防护效果好,而钐转化膜呈碎片状,部分覆盖基体表面,防护作用很弱.初步探讨了成膜机制.     

镁合金铈转化膜的形成及表征

采用X射线光电子能谱（XPS）、原子力显微镜（AFM）、电化学方法等对AZ31镁合金铈转化膜的组成、形貌结构及耐蚀性能进行了表征,并结合成膜动力学研究探讨了膜的形成机制。结果表明,镁合金铈转化膜的主要成分为铈的氧化物/氢氧化物,铈在膜中以三价和四价两种价态存在。膜可以分为两层,内、外层膜由不同的微结构组成,这种微结构的差异使内、外层膜之间结合力较弱,成为限制膜耐蚀性能提高的根本原因之一。成膜过程中,成膜溶液pH值升高,使Ce3＋发生水解反应沉积析出铈的氢氧化物/氧化物。铈转化膜的生长动力学遵循抛物线规律。     

烧结型NdFeB永磁材料表面磷化膜的制备及耐蚀性能研究

研究在烧结型NdFeB永磁材料表面形成无毒、无污染的磷化膜之方法来解决其表面的腐蚀问题。讨论了前处理工艺、磷化液组成、磷化成膜温度、磷化成膜时间等因素对磷化膜制备的影响。以OM、SEM、腐蚀浸泡实验、电化学测试技术等作为表征手段,测试分析了磷化膜的成膜性及耐蚀性能,确定了最佳成膜工艺参数。结果表明：采用新研制的磷化配方及工艺在烧结型NdFeB永磁材料表面能形成致密的磷化膜层,该磷化膜层可有效地对烧结型NdFeB永磁材料进行腐蚀保护。     

铈纳米膜对LY12铝合金表面耐蚀性能的影响

铝合金表面在使用环境中发生的腐蚀破坏限制了它的应用。采用Sol-gel提拉法在LYl2铝合金表面制备的铈纳米膜具有无毒、无污染和明显的防腐作用。表面分析测试结果表明，膜的主要成分为铈的氧化物；用XRD测试结果估算出膜中铈的粒径为10nm。盐水浸渍法试验结果证明了成膜后LYl2铝合金表面的腐蚀速率明显降低；成膜后试样的Tafel曲线腐蚀电势正移；EIS分析结果表明铈纳米膜具有明显的电容特征，该膜阻碍了铝合金表面腐蚀反应的发生；初步提出了铈纳米膜改善LYl2铝合金腐蚀性能的机制。     

稀土对镁合金AZ91D摩擦磨损性能的影响

研究了不同稀土含量对AZ91D镁合金摩擦磨损性能的影响，结果表明：在所研究的范围内，稀土镁合金的摩擦磨损特性明显优于基体合金，含与不含稀土镁合金的磨损速率都随载荷的增加而增加，磨损机制均发生了由轻微磨损向严重磨损的转变，稀土的加入细化了合金组织，改善了镁合金的综合性能，增强了磨损表面氧化膜的稳定性，提高了稀土镁合金的承载能力，有效地延迟了由轻微磨损向严重磨损的转变过程。     

阳极氧化AZ91D镁合金在氯化钠稀溶液中的腐蚀行为

利用盐雾实验、极化曲线扫描、电化学阻抗谱和电化学噪声技术等电化学研究方法结合扫描电镜表面观测技术对AZ91D镁合金氧化膜在1%(w)氯化钠溶液中的耐蚀性能进行了评价. 结果表明, 氧化前后的镁合金腐蚀行为发生明显改变, 如未封孔的阳极氧化膜耐中性5%氯化钠盐雾试验时间超过200 h; 氧化后的镁合金自腐蚀电位明显正移, 点蚀诱导期延长; 阳极氧化膜的高频阻抗约为裸露镁合金的数千倍, 这些变化证明阳极氧化处理使镁合金获取了十分优异的耐蚀性能. 首次利用分形维数Df的变化规律初步描述氧化后AZ91D镁合金的腐蚀过程. 可以发现随着浸泡时间的延长, Df呈现出初期快速增长, 随后出现波动, 最后稍有降低的变化过程. 这种现象对应于氧化后AZ91D 镁合金在1%氯化钠溶液中腐蚀的三个阶段.     

预处理对镁合金镧转化膜及耐腐蚀性能的影响

为了提高镁合金镧转化膜的耐腐蚀性能,通过容量法和电化学方法研究了预处理对镁合金AX91D镧转化膜在5%NaCl溶液中腐蚀行为的影响.利用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散谱仪(EDS)研究了膜层表面形貌及其组成,通过电极电位的跟踪测试研究了镧转化膜的成膜过程.结果表明:预处理不改变镧转化成膜过程的基本规律,但有助于镧的氧化物沉积;提高了镁合金镧转化膜的耐腐蚀性能,浸泡30 h其耐腐蚀性能与传统的封闭的铬酸盐转化膜相当.     

电化学阻抗谱研究铈盐转化膜形成过程中的影响因素

应用电化学阻抗谱(EIS)连续测试B95铝合金在0.01 mol·L-1CeCl3溶液中铈盐转化膜的形成过程,通过成膜过程中交流阻抗值的变化研究了温度,溶解氧O2的变化对B95铝合金稀土转化膜成膜过程的影响机制,采用等效电路的方式对测试的EIS进行了解析.结果表明:温度在20,25,30 ℃时B95铝合金在0.01 mol·L-1CeCl3溶液中的阻抗谱等效电路与成膜形成阶段的相同;温度为35,40,45℃B95铝合金的阻抗谱与成膜成长阶段的等效电路相同,表明升高温度缩短了稀土膜形成阶段的时间,铝合金基体溶解迅速被抑制;升高温度有利于铈盐氧化膜的形成;通O2对稀土Ce转化膜的形成无明显促进作用,O2参与的反应不是Ce转化膜形成的决速步骤.     

铝合金稀土转化膜成膜工艺研究

应用正交实验设计 ,开发并研究了LY1 2铝合金 4价铈盐转化膜的成膜工艺及其膜层的耐蚀性能 .实验表明 :经稀土转化处理的铝合金其点蚀电位升高 ,自然腐蚀电位有所降低 ,从而降低了点蚀敏感性 ;试样极化阻力提高 70倍以上 ,耐蚀性能大大提高 ,与铬酸盐相当 ;另外 ,还结合电化学测试和表面分析 ,初步探讨了铝合金稀土转化膜的耐蚀机理     

AZ31镁合金表面镧转化膜的形成机制

通过化学浸泡方法在AZ31镁合金表面制备了高防护性镧转化膜。X射线光电子能谱(XPS)对膜组成的测试结果表明:镧转化膜主要由氢氧化镧组成,另外还有少量氢氧化镁及碳酸镧、碳酸镁成分。电化学技术测量成膜过程中试样开路电位(OCP)的变化,分为剧增、降低、缓慢平稳增长3个阶段。原子力显微镜(AFM)对膜层形貌的表征结果表明:镧转化膜最初为均匀致密膜,后出现纤维结构,然后纤维结构不断稳定发展。在上述结果基础上讨论了镧转化膜的形成机制:成膜过程分为紧密层形成、纤维层萌生、纤维层稳定生长3个特征阶段,前两个阶段发生非常迅速,后一阶段持续时间较长,是成膜的主要过程。     

AZ91D镁合金上钼改性锌系磷化膜的制备、 结构及性能

采用在磷化液中添加钼酸钠及腐蚀抑制剂的方法, 在AZ91D 镁合金表面上制备了均匀细致的锌系复合磷化膜. 用XRD对膜层的化学组成及结构进行了表征,用SEM和EDS对膜层的形貌和组分含量进行分析. 结果表明, 磷化膜主要由Zn3(PO4)2·4H2O和单质Zn组成. 在磷化液中加入钼酸钠使磷化膜组织更加细致而且无裂纹. 磷化液中的钼酸钠含量为1.5 g/L时, 磷化膜的结晶最致密, 单质锌的含量最高, 耐蚀性最好. 还提出了一种快速测量镁合金表面膜层耐蚀性的试验方法, 同时对镁合金上的磷化反应的机理进行了探讨.     

pH值对AZ31镁合金表面植酸转化膜在模拟体液耐腐蚀性能的影响

采用沉积的方法在镁合金AZ31表面制备植酸转化膜并研究了pH值的影响. 利用极化曲线和电化学阻抗谱方法测定其耐腐蚀性能,用扫描电子显微镜观察转化膜的表面微观结构,用能谱测定转化膜的组成元素. 在理论上通过热力学的方法分析最佳pH值. 植酸转化膜可以提高镁合金AZ31的耐腐蚀性能. 当植酸溶液的pH=5时腐蚀效率达到了89.19%,此时腐蚀电位正移了156 mV,腐蚀电流密度与没有处理的试样相比减小了约一个数量级. 热力学分析表明植酸转化膜的耐腐蚀性能不仅受植酸根离子和镁离子浓度的影响,也与氢气释放的速率有关.     

添加氧化铈对AZ91D镁合金表面富镁涂层的保护作用

通过Machu测试、电化学交流阻抗(EIS)和扫描电子显微镜(SEM)等方法研究了添加氧化铈对AZ91D镁合金表面富镁涂层防护性能的影响.氧化铈添加量较少(0.1%,w)时,对涂层耐蚀性无影响;添加量过多(3%)时,涂层耐蚀性降低;添加氧化铈颗粒为0.5%时,涂层的阻抗增大,涂层电容降低,对AZ91D镁合金基体的保护性能明显提高.尽管添加氧化铈不改变富镁涂层对AZ91D镁合金的保护机制,但可显著延长涂层的服役寿命.氧化铈能够降低纯镁颗粒的电化学反应活性,使镁粉腐蚀速率降低,阴极保护时间延长.添加一定量氧化铈后,也有利于涂层屏蔽性能提高,氧化铈能降低AZ91D镁合金表面阳极腐蚀电流密度,提高镁合金腐蚀电位,从而有利于富镁涂层发挥对镁合金基体的阴极保护作用.     

镁合金化学转化膜的制备及其性能研究

在磷酸钠-磷酸二氢铵-高锰酸钾体系中对镁合金进行化学转化处理.研究了磷酸钠、磷酸二氢铵、高锰酸钾、温度、时间和添加剂对转化膜性能的影响.通过对转化膜结构、成分及性能的测试评价,得到了性能较好的化学转化溶液配方:Na3PO4为5g·L-1,NH4H2PO4为15 g· L-1,KMnO4为1g· L-1,添加剂(NH4)6 Mo7O24为0.5g·L-1.由SEM可观察到转化膜的表面成“干枯河床”状.XRD和EDS检测表明,膜层的主要成分是Mg,Al12 Mg17和无定形相,膜层表面主要有Mn,Mg,K,O和Al等元素组成.腐蚀实验和电化学测试表明,添加剂能够降低转化膜的腐蚀率,转化膜较基体的腐蚀电位正移了0.73 V,提高了镁合金的耐蚀性.     

(NaPO3)6对AZ91D镁合金微弧氧化陶瓷层电化学腐蚀特性的影响

在Na2SiO3-KOH电解液体系中添加一定量的(NaPO3)6, 利用微弧氧化(MAO)技术在AZ91D 镁合金表面制备了原位生长的陶瓷层. 采用动电位极化和电化学阻抗谱(EIS)技术研究了添加(NaPO3)6前后, 制备的陶瓷层在3.5%(w) NaCl溶液中的室温电化学行为. 结果表明, 添加(NaPO3)6后, 陶瓷层的自腐蚀电位显著上升, 自腐蚀电流密度明显减小. 这主要是由于(NaPO3)6增加了反应过程中基体镁合金表面的“氧空位”和溶液中PO3-4的含量, 促使元素Mg在金属/膜层(M/F)界面上快速形成相应氧化物, 从而增加了陶瓷层的厚度和致密性. 根据电化学反应体系和陶瓷层的特殊结构, 建立了合理的等效电路, 并结合EIS 数据, 分析了添加(NaPO3)6提高陶瓷层耐电化学腐蚀性能的机理.     

超音速火焰喷涂含铝或锌中间层的YSZ热障涂层

在镁合金基底表面直接制备热障涂层,涂层的耐蚀性较差。采用超音速火焰喷涂法在镁合金基底和热障涂层之间分别制备了Al涂层和Zn涂层。通过XRD,SEM和EDS对涂层进行物相、微观结构和点扫描元素分析,采用电化学工作站对Al涂层试样和Zn涂层试样进行耐腐蚀性分析,同时研究了含Al中间层和含Zn中间层的热障涂层的抗热震性能。结果表明:Al涂层表面粗糙度(10.237±0.527μm)大于Zn涂层表面粗糙度(7.171±0.488μm),且喷涂过程中仅有轻微氧化。Al涂层试样的耐腐蚀性优于Zn涂层试样。含Zn中间层的热障涂层具有更好的抗热震性能。     

Corrosion behavior of AZ91D magnesium alloy in distilled water

The corrosion of AZ91D magnesium alloy has received extensive attention due to the continuous expansion of its application field in recent years. However, the corrosion of AZ91D magnesium alloy in distilled water is relatively few. In this paper, the corrosion behavior of AZ91D magnesium alloy was studied in distilled water by electrochemical tests in combination with weight loss and surface analysis methods. The results indicated that the corrosion rate of AZ91D magnesium alloy increased with the increase of temperature and immersion time. The increase of the corrosion rate of AZ91D magnesium alloy with the increase of immersion time might be attributed to the damage of the structure of corrosion product film by hydrogen evolution, significantly accelerating the anodic process of AZ91D magnesium alloy. It was interesting that, in distilled water, the EIS of AZ91D magnesium alloy excluded an inductive arc in the low frequency region, which indicated that there was no the adsorption and desorption of aggressive ions or the damage and repair of film. The corrosion product film of AZ91D magnesium alloy in distilled water was composed of a compact inner corrosion product film and a loose outer corrosion product film.     

覆有微弧氧化涂层的AZ91D镁合金在氯化钠溶液中的极化行为

由于结构和成分的影响,覆有微弧氧化涂层的AZ91D镁合金的极化曲线有多种不同的表现形式.事实上,覆有微弧氧化涂层的AZ91D镁合金在NaCl溶液中的极化曲线行为不仅与涂层的主要组成和微观结构有关,也与极化曲线测试条件,如氯离子浓度、溶液pH值、阴极极化程度和样品的暴露面积有关,由于微弧氧化涂层的不稳定性,这些因素通过改变氧化涂层的组成和微观结构,继而影响极化曲线的形状.本文用傅里叶变换显微红外成像和对应的光学照片研究了氧化涂层的成分和结构的变化.结合物理表征,我们提出一个模型,用以阐明微弧氧化涂层组成和结构在NaCl溶液中的变化.对于浸泡在NaCl溶液中的AZ91D微弧氧化涂层,阳极溶解和阴极还原反应的速控步骤分别是传质过程和电荷转移过程.所以从极化曲线上拟合出来的腐蚀电流密度不能准确反映腐蚀速率,而且误差也难以避免.     

Ca-P Conversion Coating on AZ60 Magnesium Alloy for Biomedical Application

To improve the anti-corrosion behaviors of magnesium alloy in the inner environment of human body,a bioactive Ca-P coating was deposited on the AZ60 magnesium alloy by a novel simple method.The morphologies of the Ca-P coatings formed under different treatment time were studied by scanning electron microscopy（SEM）.The corrosion behaviors of Ca-P coating were investigated by electrochemical polarization test and electrochemical impedance spectroscopy in both 3％（mass fraction） NaCl solution and simulated body fluid（SBF）.Immersion test in SBF was performed to evaluate the corrosion rate of Ca-P coated magnesium alloy.X-Ray diffraction（XRD） analysis result shows that the coating mentioned above mainly consists of dicalcium phosphate dehydrate（CaHPO4·2H2O,DCPD） and β-tricalcium phosphate dehydrate[β-TCP,Ca3（PO4）2],which exhibits good corrosion resistance.After magnesium alloy was immersed in 1 mol/L NaOH solution at 80 ℃ for 2 h,hydroxyapatite [Ca10（PO4）6（OH）2,HA]appeared on the magnesium alloy substrate,which can further decrease the corrosion rate of AZ60 magnesium alloy in SBF.     

Improved Corrosion Resistance of AZ91D Mg Alloy by Cerium-Based Films. Formation of a Duplex Coating with Polypyrrole

Russian Journal of Electrochemistry - In order to improve the corrosion resistance of die-cast AZ91D magnesium alloy in simulated physiological solution, two cerium-based coatings were synthesized....