AZ91D镁合金表面双层硅烷膜的制备及其性能研究

采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）和双-1,2-[γ-三乙氧基硅丙基]-四硫化物（BTESPT）两种硅烷在AZ91D镁合金表面制备双层硅烷膜,通过正交试验选出了最佳制备工艺,即在KH-550硅烷中浸泡90 s,在BTESPT硅烷中浸泡5 min,再于80℃下固化90 min,得到550+BTESPT双层硅烷膜试样。通过接触角测试仪和动电位极化技术对试样进行润湿性和耐蚀性测试,通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱分析仪（EDS）对硅烷膜进行微观形貌和成分表征,通过X射线光电子能谱（XPS）对膜层元素的存在形式进行分析,结果表明：550+BTESPT双层硅烷膜表面接触角107.3°,表现为疏水性;在3.5%的NaCl溶液中,腐蚀电流密度为0.169 μA/cm²;硅烷膜表面形貌致密,主要有Mg、O、Si、S 4种元素组成;膜层中元素主要以Si-O-Si,Si-O-Mg,Si-O-X 3种形式存在。     

镁合金磷化工艺及耐蚀性研究

采用磷酸盐体系对镁合金表面进行磷化处理,并对磷化配方进行优化．利用扫描电镜（SEM）观察膜层形貌,用极化曲线方法对不同工艺下得到的磷化膜进行耐腐蚀性能分析．结果表明,镁合金表面经过优化配方处理后,磷化膜均匀、细小、致密,膜层主要由锰的磷酸盐构成,富含氧、磷、锰等元素,完全不合Mg和Al．优化配方磷化后的镁合金表面在3．5％NaCl溶液中浸泡24h,耐腐蚀性能显著提高,并确定了最佳工艺条件为：温度60℃、时间60min、pH值3．     

锌钙系磷化膜层中钙的分光光度法分析

锌钙系磷化液属于室温磷化,形成的磷化膜结晶细致,在其磷化膜层上喷漆或涂塑均可获得细致、光亮的膜层,因此备受广大电镀工作者的青睐．其膜层中钙的含量直接影响到膜层的质量．但磷化膜层中钙的分析未曾见报道,作者拟采用ＣＨＣｌ３ ＋（ＮＨ４）６Ｍｏ７Ｏ２４ 溶液萃取分离ＰＯ３ －４ ,用偶氮氯膦Ⅲ对Ｃａ２ ＋ 显色进行分光光度法分析,并取得了满意的结果     

高耐蚀性锌锰系磷化液的研究及磷化膜电化学分析

应用正交实验优化碳钢磷化配方,制备的锌锰系磷化液沉渣少,性能稳定.磷化后的试片无需后处理,CuSO4点滴时间超过600 s,0.5 mol*L-1 中性NaCl水溶液中浸渍时间超过24 h,膜层耐蚀性远优于国家标准,厚度(25 μm)也符合要求.同时采用电化学阻抗(EIS)和塔菲尔曲线(Tafel)分析磷化膜耐蚀性,并与常规分析方法进行比较.结果表明,EIS和Tafel曲线分析能准确表征磷化膜的耐蚀性,且与盐水浸渍试验结果一致,可以减少使用常规方法引入的人为误差.     

Q235钢分步法中温锌钙系黑膜磷化

通过先常温发黑后中温磷化的方法研制出了1种有效的黑膜磷化工艺.重点讨论了黑化液和磷化液的主要成分以及后处理工艺对Q235钢黑膜磷化的影响.实验结果表明：发黑剂A对钢铁的发黑起着关键性的作用,三氯化铁、钼酸铵、酒石酸对黑化膜的形成也各有不同的作用,最佳发黑时间为3.5～5min;在磷化液中磷酸二氢锌浓度不宜超过9.09%,硝酸钙、促进剂、络合剂和硼酸与黑色磷化膜的质量也有一定的关系;经皂化、油封等后处理后,黑色磷化膜的耐硫酸铜点滴时间可高达35min以上.     

锌系磷化膜的电子显微结构分析

采用ＥＰＡ和ＴＥＭ等测试手段研究锌系磷化膜的形貌、晶体结构、化学成分和Ｚｎ／Ｐ值之间的关系，由此可确定磷化膜的耐蚀性能。     

镁合金表面复合膜的制备及其耐蚀性

利用溶胶凝胶技术在镁合金微弧氧化膜表面制备SiO2溶胶凝胶膜形成复合膜层.通过扫描电镜和能谱测试,分析膜层的表面形貌和成分.采用动电位极化曲线测试研究不同条件下复合膜的电化学性能.研究结果表明:SiO2溶胶凝胶膜的最佳沉积条件为浸涂次数3次,浸泡时间1 min,干燥温度80～100℃,干燥时间8h,固化温度170℃,固化时间1h.溶胶凝胶膜能够有效地封闭镁合金表面微弧氧化膜的微孔,形成均匀且较为致密的复合膜层.动电位极化曲线结果表明:复合膜比微弧氧化膜和镁合金基体具有更正的腐蚀电位(Ecorr)、更低的腐蚀电流密度(icorr)和更大的线性极化电阻(Rp),说明微弧氧化镁合金沉积溶胶凝胶膜后耐腐蚀性能有显著地提高,复合膜对AZ91D镁合金具有良好的防腐蚀作用.     

镁合金表面的锌系磷化及阴极电泳

采用在磷化液中添加Ce（NO3）3及腐蚀抑制剂的方法,在镁合金表面制备了均匀致密的锌系磷化膜,在磷化膜上进行阴极电泳处理制备的涂层具有良好的附着力和耐蚀性．在磷化液中加入稀土添加剂可使锌系磷化膜致密无裂纹,磷化膜在阴极电泳和烘烤固化过程中的失重率较低．当磷化液中Ce（NO3）3的质量浓度为1．5g／L时,磷化膜的组织最致密,电泳漆膜的附着力和耐蚀性也最好．在镁合金的锌系磷化膜上沉积20μm阴极电泳涂层,耐盐雾腐蚀时间可达720h以上,沉积35μm阴极电泳涂层时,耐盐雾腐蚀时间可达1000h以上．试验结果表明,“稀土锌系磷化＋低温阴极电泳”工艺适合于镁舍金的表面防腐处理。     

钢铁表面免水洗锌系磷化膜的常温制备与性能表征

Q235钢铁试片在以磷酸、氧化锌、钼酸铵等材料组成的锌系磷化液中常温快速磷化后,自然干燥2 h以上,生成免水洗的彩色锌系磷化膜.用XPS对膜层的化学组成及结构进行表征,用SEM和EDS对膜层的形貌和元素含量进行分析,探讨磷化机理.研究结果表明:免水洗的磷化膜,由Fe3 和Zn2 的磷酸盐及少量的钼酸盐等组成,膜晶粒尺寸≤2 μm,膜连续、致密,膜重≥0.9 g/m2,耐3%的NaCl溶液腐蚀约2.0 h,喷涂铁红环氧底漆后检验涂层的附着力达1级,比传统工艺(磷化后水洗)形成的磷化膜质量更好.     

AZ91D镁合金化学镀Ni-P镀层的研究

在化学沉积速度为20μm/h的条件下,AZ91D镁合金表面获得显微硬度为576 VHN的耐蚀的Ni-P镀层,采用扫描电镜和X-射线晶体分析仪对镀层的微观形貌和物相结构进行了研究,同时测定了镀层的极化曲线和镀层与基体的结合力。结果表明,镀层致密,具有良好的结合力与耐蚀性。     

哈氏合金表面脉冲电镀镍层的制备及其耐蚀性能

采用双脉冲电镀法在哈氏合金表面制备了纯镍涂层,主要研究了正向脉冲电流密度和正向周期对电镀镍层质量的影响及其耐熔盐腐蚀性能.结果表明:随着正向电流密度和正向周期的增加,镀层厚度增大,显微硬度呈先增后减的趋势.在本实验条件下,当正向电流密度为30 A/dm2、正向周期为70 ms时,镀层质量较好.哈氏合金基材和镀镍涂层的哈氏合金试样的腐蚀失重分别为0.083 7 mg/mm2和0.053 1 mg/mm2,基材经熔盐腐蚀后由于Cr元素大量流失而呈现典型的沿晶腐蚀特点,但镀镍试样经腐蚀后镀镍层仍与基材紧密结合,基体区组织未发生明显变化,优化制备的电镀纯镍涂层显著提高了哈氏合金基体的耐熔盐腐蚀性能.     

AZ91D镁合金在含植酸NaCl溶液中的腐蚀行为

植酸是从植物中提取的1种环保的化工原料,但其应用范围仍然有限．为探索植酸对镁合金在氯化钠溶液中腐蚀的作用及植酸对镁合金腐蚀的抑制作用,采用失重法及表面分析技术,研究了AZ91D压铸镁合金在不同pH值下1％植酸、0．5％NaCl溶液中的腐蚀行为．不论失重实验还是扫描电子显微镜观察及能谱分析结果都表明,植酸对AZ91D镁合金在NaCl溶液的腐蚀具有明显的抑制作用。这种抑制作用是植酸和镁合金表面形成了化学转化膜等方式抑制．这层膜有效地阻止了侵蚀性阴离子Cl对镁合金的腐蚀．     

稀土铒、铈改性AZ91镁合金应力腐蚀行为研究

通过金属型浇铸方法制备稀土铒(Er)、铈(Ce)改性AZ91镁合金(AZErCe).采用慢应变速率拉伸(SSRT)试验、动电位极化测试、X射线光电子谱(XPS)、扫描电镜(SEM)以及X射线衍射(XRD)等方法研究Er、Ce对AZ91镁合金显微组织以及在含Cl~-湿大气下应力腐蚀开裂(SCC)行为的影响.结果表明,稀土Er、Ce添加后,β-Mg_(17)Al_(12)相由不连续网状分布转变为细小的弥散岛状分布,并生成Al_3Er和Al_(11)Ce_3金属间化合物,减少β-Mg_(17)Al_(12)相的体积分数;通过抑制β-Mg_(17)Al_(12)相的阴极作用,提高表面膜的致密性,改善合金抗局部腐蚀性能,阻滞裂纹的萌生、扩展以及弱化氢脆的影响,Er、Ce极大提高了AZ91镁合金的抗应力腐蚀性能,合金的应力腐蚀断口由脆性解理断裂转变为准解理断裂,且断口边缘局部腐蚀程度大大减轻.     

AZ31仿生沉积羟基磷灰石涂层的研究

采用镁合金AZ31作为研究对象,成功利用仿生法分别在24,48 h内在AZ31表面形成一次、二次羟基磷灰石涂层,随时间增加,涂层厚度增加.利用X射线衍射和扫描电子显微镜对涂层进行表征并对形成涂层的试样进行耐蚀性实验研究.结果表明,二次涂层试样表面的HA涂层比一次涂层试样在基体表面分布均匀致密,二次涂层试样的降解速率比一次涂层试样明显降低,通过控制涂层形貌、厚度可在一定程度上控制基体镁合金AZ31的降解速率.     

WC添加量对Ni基复合涂层结构和耐蚀性的影响

在45钢表面上成功地用真空熔烧法制得Ni基合金—WC复合涂层，对不同WC含量的涂层的微观结构、显微硬度分布、相组成以及其耐蚀性进行研究．发现：硬质相添加量对复合材料的结构和耐蚀性能有很大的影响．涂层与母材间形成了牢固的冶金结合，两者间伴有大量C元素和合金元素的深层扩散，涂层与母材间具有良好浸润性．在一定范围内，随WC添加量的增加，涂层中总硬质相量减少．复合涂层材料有优良的耐蚀性能．在硫酸(质量分数10％)中其最大耐蚀性约是45钢的150倍，在盐酸(质量分数10％)中则约是45钢的20倍．     

铝合金表面电镀镍的耐腐蚀性能

在铝合金表面电镀镍,考察镀液温度、电流密度和镀液pH值等因素对镀层耐蚀性能的影响,获得最佳电镀条件下的镍镀层.选择3.50%NaCl溶液作为腐蚀介质,采用稳态阳极极化曲线法研究镀层的耐蚀性能.用SEM和XRD研究镍镀层在腐蚀前后的微观结构和表观形貌的变化.结果表明镀镍的最佳工艺条件为温度50℃、电流密度30mA/cm2、镀液pH值3.82.XRD测试表明镍镀层的结构为立方晶系,晶面择优取向为(111),腐蚀前后晶面择优取向不变,但(111)晶面的织构系数由35.35%增至61.73%,说明低指数晶面(111)具有较好的耐蚀性能.SEM测试表明最佳条件下制备的半光亮镍镀层均匀致密,具有较好的耐腐蚀性能.     

55%铝—锌—1.6%硅合金镀层的耐蚀性能

在盐雾试验（ＮＳＳ、ＡＳＳ）、曝气试验、浸泡试验和缝隙腐蚀试验的基础上,通过与锌镀层和铝镀层的对比,研究了５５％Ａｌ－Ｚｎ－１．６％Ｓｉ合金镀层的耐蚀性能．镀层中富锌相的存在,导致缝隙腐蚀中的自催化酸化闭塞电池难以形成,因而该镀层的耐缝隙腐蚀性能优于铝镀层;在其他试验条件下,由于镀层表面富铝相占较大面积,使得镀层的耐蚀性高于锌镀层,接近于铝镀层．钝化处理后各镀层耐蚀性均有显著提高．     

AZ91D铸造镁合金交流脉冲双极微弧电沉积陶瓷膜

利用交流脉冲方法在AZ91D铸造镁合金表面成功实现阴、阳极微弧电沉积陶瓷膜,并使用SEM和xRD等手段对陶瓷膜的厚度、组织形貌、成分、结构和耐蚀性作了相应研究分析.结果表明,应用交流脉冲方法不仅能够在AZ91D铸造镁合金上实现阴、阳双极微弧电沉积陶瓷膜,同时在阴、阳极陶瓷膜中电沉积有稀土元素Ce.通过比较动电位扫描极化曲线和交流阻抗分析发现阴、阳极微弧氧化处理后AZ91D镁合金的耐蚀性得到显著提高.