镁合金表面处理技术及其耐蚀性能研究
镁合金表面处理技术及其耐蚀性能研究
镁合金是一种重量轻、高强度的金属材料，因此在各个领域中得到了广泛应用。
然而，由于其在大气环境中容易受到腐蚀，使得其耐用性和可靠性受到一定的影响。
为了提高镁合金的耐蚀性能，各种表面处理技术被广泛研究和应用。
下面将从
常见的几种表面处理技术入手，介绍它们对镁合金耐蚀性能的影响。
一、阳极氧化
阳极氧化是一种常见的表面处理技术，通过在金属表面形成一层氧化膜以提高
其表面性能。
在镁合金表面上，氧化膜可以增加金属表面的硬度和耐磨性，同时也可以提高其防腐蚀性能。
然而，由于氧化膜是一种多孔材料，且氧化膜的密度和厚度也会影响其性能。
因此，氧化膜的质量和厚度需要得到控制，才能够发挥出其最佳的防腐蚀性能。
二、化学转化处理
化学转化处理是利用化学反应在镁合金表面产生一种保护膜的技术。
常见的方
法包括磷化、钝化和转化膜等。
这些保护膜具有良好的耐蚀性能，可以更好地保护镁合金表面不受到腐蚀的影响。
三、喷涂处理
喷涂处理是将一种防腐涂料喷涂在镁合金表面上，以形成一种保护膜的技术。
这种方法具有一些优点，如简单和易于实现，同时也可以在较短的时间内形成保护层，有效提高镁合金表面的耐蚀性。
然而，由于镁合金表面的特殊性质，这些表面处理技术仍需要加以改进和优化。
例如，喷涂处理中的涂料选择需要注意其与镁合金表面的相容性，使得涂层可以牢固地附着在表面并保持长时间的防腐蚀性能。
同时，氧化膜的质量和厚度也需要加以监控和控制，才能够在镁合金的使用过程中发挥最好的防腐蚀性能。
总而言之，表面处理技术是提高镁合金表面耐蚀性能的主要手段之一。
通过选择适当的表面处理技术，可以有效减少镁合金的腐蚀损失，延长材料使用寿命，并且在各个领域中得到更加广泛的应用。
随着技术的不断发展和优化，相信未来会有更多更好的表面处理技术出现，推动镁合金材料的更进一步发展。
镁合金表面处理技术与性能分析
镁合金表面处理技术与性能分析第一章：引言镁合金因其轻质、高强度、良好的耐腐蚀性和良好的可塑性而被广泛应用于汽车、航空航天、电子设备等领域。
然而，镁合金在表面处理方面仍存在一些挑战，例如热稳定性和耐氧化性较差，易发生腐蚀等问题。
因此，寻找更有效的镁合金表面处理技术变得至关重要。
第二章：镁合金表面处理技术2.1 电化学处理在电解液中，通过电解方法对金属进行阳极处理，并在其表面上形成一层氧化膜，该方法可以在多种材料上迅速形成具有良好抗腐蚀性的涂层，并且可以通过调整电流密度和时间来改变氧化膜的厚度和颜色。
2.2 化学处理化学处理可通过浸泡或刷涂等方法使镁合金表面发生离子交换或化学反应来形成一种保护性膜。
例如，使用含有多种有机和无机酸的溶液对镁进行浸泡，可以形成一层质地坚硬的氧化铝膜。
2.3 物理处理物理方法包括喷砂、喷丸和激光熔射等。
通常，这些方法会在表面形成一层粗糙的纹理，以增加镁与空气或其他介质之间的接触面积和摩擦力。
第三章：表面处理后的镁合金性能分析3.1 腐蚀性能镁在空气中易形成氧化层，在湿润环境下还容易形成水合层导致易腐蚀。
针对这一问题，通过表面处理后形成的化学膜可以防止氧化层和水合层的形成，提高了镁合金的抗腐蚀能力。
3.2 力学性能表面处理对镁合金的力学性能影响较小，但是通过物理处理方法，可以显著降低镁合金表面的粗糙度，提高其表面质量和结构强度，从而改善其力学性能。
3.3 热稳定性要使镁合金在高温下稳定，需要通过表面处理形成一层高温氧化层。
常用的高温氧化方法包括热氧化和熔盐氧化。
这些方法可以在镁合金表面形成一层密封的氧化层，有效防止氧化和腐蚀。
第四章：未来展望镁合金作为一种重要的轻金属材料，其应用前景非常广阔。
未来，在表面处理技术方面，我们可以进一步开发和完善表面处理材料和新技术，并将其与其他表面处理方法相结合，使其性能得到进一步提高，并满足更广泛的工业和消费领域对高性能镁合金的需求。
第五章：结论镁合金表面处理技术不断创新和完善，可以提高其腐蚀性能、力学性能和热稳定性，有利于其在工业和消费领域的广泛应用。
镁合金表面处理方法的优化和改进
镁合金表面处理方法的优化和改进镁合金是一种具有轻质、高强度、高比刚度和较高的热导率等优点的金属材料。
它广泛应用于航空、汽车、电子、医疗和军工等领域。
然而，镁合金在实际应用中，由于其表面容易氧化、腐蚀和磨损等问题，其应用范围受到一定的限制。
因此，为了提高镁合金的表面性能，人们研究并发展了各种表面处理方法。
本文将对镁合金表面处理方法的优化和改进进行探讨。
一、化学处理方法化学处理是目前使用最广泛的一种表面处理方法。
其中，单位面积处理成本低、处理厚度易控制、成型成本低、处理速度快等特点使其在实际生产中得到广泛应用。
1.1 酸蚀处理酸蚀处理是指将镁合金表面暴露在稀酸性溶液中，以形成一层具有一定厚度、均匀、致密并表面平整的氧化膜。
氧化膜的厚度和性质取决于酸性溶液的成分、浸泡时间和处理温度等因素。
酸蚀处理可以提高镁合金表面的耐腐蚀性和耐磨性，并可以提高其表面美观度。
然而，酸蚀处理也存在一些缺点。
首先，如果酸性溶液中的浓度、处理温度、时间等因素不恰当，会导致镁合金表面粗糙、不规则、氧化膜薄和不致密等缺陷。
其次，氧化膜虽然可以保护镁合金表面免于腐蚀和磨损，但其本身也具有一定的脆性，易于剥离和破裂。
为了克服这些缺点，人们进行了一系列的研究。
例如，可以通过改变酸性溶液的成分、添加复合添加剂、控制温度等因素来改善氧化膜的性质。
此外，还可以将酸蚀处理与其他表面处理方法结合起来使用，以提高表面成品质量。
1.2 电解沉积处理电解沉积处理是利用电化学原理，在特定条件下，将金属离子沉积在镁合金表面上的一种表面处理方法。
该方法可以形成高质量的金属涂层，具有厚度均匀、致密、耐腐蚀和较高的硬度等优点。
电解沉积处理可以用于制备镀铬、镀镍、镀锌、镀铜等多种涂层。
尽管电解沉积处理具有许多优点，但其存在一些缺点。
首先，处理过程的费用较高，因为需要使用大量的电能和金属离子等。
其次，在实际生产中，如果沉积条件不当，容易造成涂层的不均匀、太薄或太厚等缺陷。
镁合金高耐蚀表面处理技术的研究进展
镁合金高耐蚀表面处理技术的研究进展
赖心翘;刘宁华;易爱华;黄创
【期刊名称】《电镀与涂饰》
【年(卷),期】2024(43)1
【摘要】[目的]随着加工技术水平的不断提高,镁合金应用范围迅速扩展,市场需求
不断增长。
然而镁合金化学活性高,在环境中极易发生腐蚀而造成金属部件失效。
因此镁合金的防腐处理至关重要。
[方法]综述了改善镁合金耐蚀性的几种常用表面处理技术的研究进展,包括化学转化、微弧氧化、电镀、电泳沉积、溶胶-凝胶处理、水热处理和喷涂。
[结果]对镁合金进行适当的表面处理能够显著提高其耐蚀性。
[结论]目前镁合金表面防腐处理已取得一定的进展,但还有许多待改进之处。
【总页数】11页(P87-97)
【作者】赖心翘;刘宁华;易爱华;黄创
【作者单位】广州三孚新材料科技股份有限公司;东莞理工学院材料科学与工程学院;华南农业大学材料与能源学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG178
【相关文献】
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2.镁合金微弧氧化表面处理技术研究进展及展望
3.镁合金耐蚀表面处理的研究进展
4.镁合金表面耐蚀导电防护
技术研究进展5.镁合金在大气环境中腐蚀行为及表面处理技术的研究进展
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镁合金表面处理的研究现状
镁合金表面处理的研究现状一.概述镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。
其特点是：密度小、比强度高、刚性好、弹性模量大、消震性好、刚性好、承受冲击载荷能力比铝合金大、刚性好、耐有机物和碱的腐蚀性能好。
主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。
目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。
主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。
在实用金属中是最轻的金属,镁的比重大约是铝的2/3，是铁的1/4。
但是，镁的应用和研究相对其它金属严重滞后，原因在于其韧性低、高温性能和耐腐蚀性能差，而且加工成形比较困难。
与铝、钛能生成自愈钝化膜不同，镁表面生成的氧化膜疏松多孔，不能对基体起有效保护作用，因此，在潮湿的空气、含硫气氛和海洋大气中，镁均会遭受严重的化学腐蚀，这极大地阻碍了其广泛应用。
通过合金化的方法来改善其性能，特别是期望发现“不锈镁”的努力至今还没有取得进展。
所以，镁合金零件在使用前须经过一定的表面改性或涂层处理。
目前，电化学镀层、转化膜等工艺技术已经应用于镁合金的防护，气相沉积涂层、涂覆、表面热处理等方法也受到密切关注，高能束熔覆等新技术也被尝试应用于镁合金表面性能的提高。
二.表面处理方法1.电镀和化学镀技术镁合金表面镀镍技术分为电镀和化学镀两种。
由于镁合金化学活性高，在酸性溶液中易被腐蚀，因此镁合金电沉积技术与铝合金电沉积技术有着显著的差异。
目前，镁合金电镀工艺技术有两种工艺：浸锌-电镀工艺和直接化学镀镍工艺。
为了防止镁合金基体在酸性溶液中被过度腐蚀，需要在处理前溶液中添加F-(F-与电离生成的Mg2+形成MgF2沉淀，吸附在镁合金基体表面可以防止基体过度腐蚀。
镁合金表面化学镀Ni-P合金是一种很成熟的工艺。
通常化学镀方法制备的Ni-P合金层是非晶态的，这层致密的非晶态Ni-P合金层可以有效地防止镁合金基体被腐蚀。
结合使用化学镀镍技术和滚镀技术可以在镁合金基体上形成一层晶态的Ni-P合金层。
镁合金表面处理工艺及有机防护涂层耐腐蚀性能_移易
1 镁合金表面处理技术-化学氧化(转化)膜 处理
通过化学转化可以在镁合金基体表面形成由氧化物 或金属盐构成的无机膜层，这层膜与基体具有良好的结合 力，能阻止腐蚀介质对基体的侵蚀。这样的转化膜本身一 般不太致密，耐腐蚀能力并不太强，仅可用于短期大气腐 蚀的防护。但重要的是它可以为后续涂层打底，以增强镁 合金基底与后续涂层间的结合力。镁合金的化学转化膜按
1 2 1 1 1 1
(1．中海油常州涂料化工研究院，江苏常州 213016；2．中国人民解放军驻 370 厂军事代表室，
镁合金和高温耐蚀镁合金；从表面改性的角度，应在镁合
摘 要：为提高镁合金的耐腐蚀性能，研究了镁合
金的表面生成具有保护性能的膜或涂层，来提高和改善耐 蚀性能。通过冶金的方法降低杂质的含量，或者加入其他 合金元素限制杂质的存在状态，提高镁合金的耐蚀性能， 将会使镁合金的应用范围进一步扩大，但这种方法却仅限 于添加稀土元素等少数几种元素，还未得到广泛的应用， 不能满足工业要求。 表面改性主要分为电化学法、 化学法、 热加工法、高真空法和其他物理方法。一些新型的表面处 理方法[3]如锡转化膜、激光表面处理、PVD(物理气相沉淀 法)、氮化铬涂层、镁合金表面沉积铝等方法也应运而生。
表面涂饰
Surface Finishing
镁合金表面处理工艺及有机防护 涂层耐腐蚀性能
Surface Treatment for Al-Mg Alloy and Anticorrosive Property of Organic Protective Coatings
移易 ，邵旭东 ，王李军 ，王留方 ，倪维良 ，朱亚君 江苏常州 213022)
1.1 铬酸盐化学转化膜
铬酸盐处理即将工件浸入含铬酸或铬酸盐的溶液中， 通过金属表层的自身转化生成某些氧化物或盐类，使表面 得以钝化。膜中的六价铬可溶，有缓蚀性能，腐蚀时它还 被还原为不溶性的三价铬离子而阻止腐蚀的进一步进行， 铬酸盐处理得到的表面膜有一定的自愈能力。 虽然铬化工艺比较成熟，但该工艺过程产生有害的六 价铬离子，废液不易处理，对环境造成污染。铬化工艺逐 渐被无铬转化工艺所替代已是必然的趋势。一个比较典型 的铬化处理工艺为：甲苯/二甲苯除油→碱洗(70~80 ℃， 10 min)→铬化、酸洗(70~80 ℃，10 min)→重铬酸洗 (70~80 ℃，10 min)→纯净水洗→干燥老化。
镁合金表面微弧氧化陶瓷涂层的制备及耐蚀性能
文章编号:1001-9731(2021)01-01022-04镁合金表面微弧氧化陶瓷涂层的制备及耐蚀性能*余灏勋,马廷霞(西南石油大学机电工程学院,成都610500)摘要:利用微弧氧化法,在微弧氧化反应电解质中加入氟钛酸钾和G R/T i O2粉末,在镁合金表面制备了MA O-G R/T i O2涂层㊂采用S E M和F T-I R分别对G R/T i O2粉末的表面形貌和结构进行了研究,用S E M㊁X R D 和元素线扫描对MA O-G R/T i O2涂层的表面形貌㊁相结构和元素分布进行了研究,用三电极技术对MA O-G R/T i O2涂层的耐腐蚀性能进行了研究㊂结果表明,通过溶胶-凝胶法可将纳米T i O2接枝到G O表面,生成G R/T i O2粉末;MA O-G R/T i O2涂层主要由M g2T i O4相㊁M g3(P O4)2相㊁M g和M g O相组成;以界面为分界线,涂层一侧T i㊁P和O元素高于基体一侧,基体一侧M g元素高于涂层一侧;MA O-G R/T i O2涂层的腐蚀电位为-0.723V,腐蚀电流密度为8.96ˑ10-8A/c m2,相比镁合金基体和MA O涂层,腐蚀电位提高了48.3%和36.7%,表明MA O-G R/T i O2涂层可以显著提高镁合金基体的耐蚀性能㊂关键词:镁合金;微弧氧化法;复合涂层;耐腐蚀性能中图分类号: T B332文献标识码:A D O I:10.3969/j.i s s n.1001-9731.2021.01.0040引言镁合金耐蚀性差严重限制了其在许多领域的应用[1-2]㊂目前为止,研究者广泛研究的耐腐蚀方法是在合金表面形成防腐涂层㊂微弧氧化技术(MA O)是在常规阳极氧化技术基础上发展起来的一种新型的镁合金表面处理技术,该技术可以制造高质量的涂层,具有高硬度值,强附着力,并可以大幅提高镁合金基体的耐腐蚀性[3]㊂因此,MA O已经成为提高镁合金耐蚀性研究最热门的技术之一[4-6]㊂MA O涂层的耐蚀性主要取决于涂层的厚度㊁成分和组织结构[7]㊂根据已有的研究,电解液的组成会影响涂层的微观结构㊁成分和性能,因为这些元素可以在氧化过程中掺杂入涂层中[8-9]㊂几种类型的电解质,如硅酸盐[10]㊁铬酸盐[11]和磷酸盐[12],已被用于制备MA O涂层㊂一般来说,在这些电解质中形成的MA O涂层主要由M g O相和其它一些与电解质有关的化合物组成[如M g O㊁M g3-(P O4)2㊁M g A l2O4或M g F2][13]㊂由于M g O在中性或酸性环境中不稳定,这些涂层不能提供足够的长期腐蚀保护㊂解决该问题最有效的办法是通过改变电解质的组成,在MA O涂层中加入稳定氧化物或其它稳定化合物,如N b2O5㊁Z r O2㊁T i O2㊁M g2Z r5O12㊁C e O2㊁M g F2或Z r F4㊂这些氧化物和化合物可以在氧化处理过程中嵌入到涂层中,以提高涂层的耐蚀性[14]㊂然而,在这些电解液中,有许多化合物不能长期使用(相对不稳定),因为在微弧氧化过程中,试样表面预先形成了小的火花,不能得到均匀的MA O涂层[15]㊂石墨烯(G R)和氧化石墨烯(G O)具有优异的力学和耐腐蚀性能,不仅力学强度高,而且耐磨性优异[16-17]㊂T i O2颗粒具有优异的耐腐蚀性能[18-20]㊂本文以氟钛酸钾(K2T i F6)㊁六偏磷酸钠[(N a P O3)6]㊁氢氧化钠(N a O H)和三乙胺(T E A)组成的合适电解质,制备了含有M g2T i O4和G R/T i O2的MA O-G R/T i O2涂层㊂采用X R D㊁S E M和元素线扫描等手段研究了涂层的相结构㊁表面形貌和元素组成,并采用电化学阻抗法评价了涂层的耐蚀性㊂1实验1.1 G R/T i O2粉末的制备采用加压氧化法合成G O,采用溶胶-凝胶法制备G R/T i O2粉末㊂由于G O的亲水性和静电斥力,在水中形成了稳定的溶胶㊂具体制备方法:取5m L钛酸丁酯,与10m L冰乙酸均匀混合,然后加入30m L无水酒精进行稀释,分散搅拌均匀30m i n后得到溶液A;将G O超声分散在15m L蒸馏水中,超声浴2h,随后加入15m L无水酒精,并用稀硝酸调节p H值至2,得到溶液B㊂将溶液B缓慢加入到溶液A中,并在室温下搅拌3h,并陈化得到凝胶,随后将凝胶转入水热反应釜中,210ħ下恒温反应10h后自然冷却至室温,用去离子水将所得产物洗涤至中性,并烘干,即得到G R/T i O2粉末㊂220102021年第1期(52)卷*基金项目:四川省科技计划资助项目(18F Z J C00734)收到初稿日期:2020-06-03收到修改稿日期:2020-09-23通讯作者:马廷霞,E-m a i l:1499893831@q q.c o m 作者简介:余灏勋(1994 )男,成都人,硕士,主要从事新型复合材料制备研究㊂1.2复合涂层的制备将A Z31合金(M g-3%(质量分数)A l-0.8%(质量分数)Z n)试样切割成10mmˑ10mmˑ5mm,用100~1000#的S i C砂纸打磨㊂然后分别在乙醇和去离子水中超声清洗20m i n,最后在空气中干燥㊂采用功率为2k W的恒流电源,通过MA O法制备涂料㊂分别以镁合金基体和不锈钢板作为工作电极和对电极㊂为了制备含有G R/T i O2的MA O涂层,采用以下磷酸盐电解质进行一次处理:即由15g/L氟钛酸钾(K2T i F6),20g/L六偏磷酸钠[(N a P O3)6], 10g/L氢氧化钠(N a O H),3g/L G R/T i O2粉末和0.3g/L三乙胺(T E A)组成的电解质,使G R/T i O2粉末带负电荷,然后将电解质超声处理1h,随后连接电极,并将电极放入电解质中㊂两个电极之间的距离为2c m,在400V的固定外加电压下进行10m i n的一次微弧氧化反应㊂得到的复合涂层标记为MA O-G R/ T i O2涂层㊂采用相同的MA O工艺(磷酸盐电解质中没有G R/T i O2)制备的M g合金作为对照组,标记为MA O涂层㊂1.3样品的表征采用T T R I I IX射线衍射仪对制备的涂层相组成进行了X射线衍射分析,2θ值在10~85ʎ之间,步长增量为0.01ʎ,扫描速度为4ʎ/m i n;采用N I C O L E T F T-I R5700光谱仪对G O㊁G R/T i O2粉末及复合涂层进行F T-I R光谱测试;采用德国蔡司(型号:S U P R A-55)扫描电子显微镜对G R/T i O2粉末和复合涂层的表面形貌及元素组成进行研究㊂1.4电化学测量采用三电极技术在电化学工作站(C H I660E)上进行动电位极化实验㊂以复合涂层样品为工作电极,铂板为对电极,饱和甘汞电极(S E C)为参比㊂所有测试都在(37ʃ1)ħ的3.5%(质量分数)氯化钠溶液中进行㊂用1c m2的硅胶覆盖所有样品暴露的表面㊂在溶液中稳定1h后进行动电位极化试验,以确保开路电位是静态的㊂电位扫描速度为5m V/s,记录极化曲线㊂E I S的信号幅度为5m V,频率为0.01~ 10000H z㊂采用T a f e l外推和线性极化法,从动电位极化图中获取腐蚀电位(E c o r r)和腐蚀电流密度(i c o r r)㊂本文选择性地展示了极化曲线,所展示的极化曲线数据最接近每组样本的平均值㊂2结果与讨论2.1 G O和G R/T i O2粉末的表征2.1.1 F T-I R分析图1为G O和G R/T i O2粉末的F T-I R光谱图㊂由图1可知,G O曲线中3395c m-1处的宽吸收峰为-O H伸缩振动峰,2358c m-1处的伸缩振动对应C-O 键,1733c m-1处的伸缩振动对应C=O键, 1621c m-1位置的伸缩振动对应C=C键,1222c m-1位置的伸缩振动对应C-O-C键,1057c m-1位置的伸缩振动对应C-O H键;G R/T i O2曲线中,535c m-1处的吸收峰对应T i-O-T i键,而1733,1222和1057c m-1处峰强的减弱,说明G O在反应过程中被还原成了G R ㊂图1 G O和G R/T i O2粉末的F T-I R光谱图F i g1F T-I Rs p e c t r a o fG Oa n dG R/T i O2p o w d e r2.1.2S E M分析图2为G O和G R/T i O2粉末的S E M图㊂从图2 (a)可以看出,G O为片状多层结构,具有许多类似于波动丝绸的褶状㊂从图2(b)可以看出,T i O2颗粒分散在G R的片状表面,大部分G R表面可以被T i O2颗粒包裹住,颗粒大小为纳米级,表明T i O2纳米粒子可以成功地接枝到G R表面㊂图2 G O和G R/T i O2粉末的S E M图F i g2S E Mi m a g e s o fG Oa n dG R/T i O2p o w d e r s2.2 MA O-G R/T i O2涂层的表征2.2.1 X R D和元素线扫描分析图3为MA O-G R/T i O2涂层的X R D图谱㊂由图3可知,涂层X R D图谱中可以明显观察到18.6ʎ和29.5ʎ处的M g2T i O4对应峰;此外,还可以观察到明显的M g3(P O4)2㊁M g和M g O的对应峰,但是并未发现典型的T i O2峰,可能是因为T i O2峰和M g2T i O4峰有一定重叠而被掩盖,也有可能是T i O2含量太少㊂图4为MA O-G R/T i O2涂层截面元素的线扫描分析㊂从图4可以看出,以界面为分界线,涂层一侧T i㊁P和O元素高于基体一侧,基体一侧M g元素高于涂层一侧,而基体一侧A l元素只稍微高于涂层一侧,区别并不明显㊂这一元素分布和图3中MA O-G R/ T i O2涂层X R D图谱测试结果正好吻合㊂32010余灏勋等:镁合金表面微弧氧化陶瓷涂层的制备及耐蚀性能图3 MA O -G R /T i O 2涂层的XR D 图谱F i g 3X R D p a t t e r no fMA O -G R /T i O 2co a t i ng 图4 MA O -G R /T i O 2涂层截面元素的线扫描分析F i g 4L i n e s c a n n i n g a n a l ys i s o f s e c t i o n a l e l e m e n t s o f MA O -G R /T i O 2co a t i n g 2.2.2 S E M 分析图5展示了镁合金基体上MA O 和MA O -G R/T i O 2涂层的SE M 形貌㊂从图5可以看出,由于涂层生长不均匀,MA O 生长过程中会捕获熔融氧化物和气泡,MA O 涂层和MA O -G R /T i O 2涂层的表面均存在圆形孔隙通道,这是电解质与M g 合金基体接触的通道㊂由于在相对冷的电解质中,熔融氧化物是从数千度的温度下快速冷却的,所以在MA O 涂层和MA O -G R /T i O 2涂层上表面粗糙,并可以观察到微小裂纹㊂MA O -G R /T i O 2涂层表面并未观察到明显的G R /T i O 2材料,只是相比MA O ,表面更加粗糙㊂图5 MA O 和MA O -G R /T i O 2涂层的S E M 图F i g 5S E Mi m a g e s o fMA Oa n dMA O -G R /T i O 2co a t -i n gs 2.3 腐蚀行为评价图6为镁合金基体㊁M A O 涂层和M A O -G R /T i O 2涂层在N a C l 溶液中的典型动电位极化曲线㊂根据T a f e l 外推和线性极化法提取了电化学参数的平均值,结果如表1所示㊂由图6和表1可知,与镁合金基体相比,M A O 涂层和M A O -G R /T i O 2涂层都提高了腐蚀电位,说明涂层的稳定性和有效性优于镁合金基体㊂M A O -G R /T i O 2涂层的腐蚀电位相比镁合金基体和M A O 涂层,提高了48.3%和36.7%㊂这些结果表明,M A O -G R /T i O 2涂层可以显著提高M g 合金基体的耐蚀性能㊂图6 镁合金基体㊁MA O 涂层和MA O -G R /T i O 2涂层在Na C l 溶液中的动电位极化曲线F i g 6P o t e n t i o d yn a m i c p o l a r i z a t i o nc u r v e s o f m a g n e s i u m a l l o y ma t r i x ,MA O c o a t i n g a n d MA O -G R /T i O 2co a t i n g i nN a C l s o l u t i o n表1 镁合金基体㊁MA O 涂层和MA O -G R /T i O 2涂层材料的腐蚀特性分析结果T a b l e1A n a l ys i sr e s u l t so fc o r r o s i o nc h a r a c t e r i s t i c s o f m a g n e s i u m a l l o y m a t r i x ,MA O c o a t i n ga n dMA O -G R /T i O 2co a t i n g i nN a C l s o l u t i o n 试样腐蚀电位/V 腐蚀电流密度/A ㊃c m -2镁合金基体-1.3981.59ˑ10-5MA O 涂层-1.1423.12ˑ10-7MA O -G O /T i O 2涂层-0.7238.96ˑ10-83 结 论(1)通过溶胶-凝胶法可将纳米T i O 2接枝到GO 表面,但是接枝过程中,G O 被还原成了G R ,生成了G R /T i O 2粉末材料㊂(2)MA O -G R /T i O 2涂层主要由M g 2T i O 4相㊁M g 3(P O 4)2相㊁M g 和M g O 相组成㊂以界面为分界线,涂层一侧T i ㊁P 和O 元素高于基体一侧,基体一侧M g 元素高于涂层一侧,而基体一侧A l 元素只稍微高于涂层一侧㊂(3)MA O -G R /T i O 2涂层的腐蚀电位为-0.723V ,腐蚀电流密度为8.96ˑ10-8A /c m 2,相比镁合金基体和MA O 涂层,腐蚀电位提高了48.3%和36.7%,表明MA O -G R /T i O 2涂层可以显著提高镁合金基体的耐蚀性能㊂参考文献:[1] G u oK W.Ar e v i e wo fm a g n e s i u m /m a g n e s i u ma l l o ys c o r -420102021年第1期(52)卷r o s i o n [J ].R e c e n tP a t e n t so n C o r r o s i o nS c i e n c e ,2011,1(1):72-90.[2] Y a n g K H ,G e rM D ,H w uW H ,e t a l .S t u d y of v a n a d i u m -b a s e d c h e m i c a l c o n v e r s i o n c o a t i ng on t h e c o r r o s i o n r e s i s t -a n c e o fm a g n e s i u ma l l o y [J ].M a t e r i a l sC h e m i s t r y &P h ys -i c s ,2015,101(2-3):480-485.[3] H u a n g YS ,L i uH W.T E Ma n a l y s i s o nm i c r o -a r c o x i d e c o a t i n go n t h e s u r f a c e o fm a g n e s i u ma l l o y[J ].J o u r n a l o fM a t e r i a l sE n -g i n e e r i n g &Pe rf o r m a n c e ,2011,20(3):463-467.[4] J i a ng BL ,G eYF .M i c r o -a r c o x i d a t i o n (M A O )t o i m pr o v e t h e c o r r o s i o n r e s i s t a n c eo fm a g n e s i u m (M g )a l l o ys [J ].C o r r o s i o n P r e v e n t i o n o fM a g n e s i u m A l l o ys ,2013:163-196.[5] W a n g S ,L i uP .T h e t e c h n o l o g y o f p r e p a r i n gg r e e nc o a t i n gb yc o nd u c t i n g m i c r o -a r co x i d a t i o no n A Z 91D m a gn e s i u m a l l o y [J ].P o l i s hJ o u r n a l o fC h e m i c a lT e c h n o l o g y ,2016,18(4):36-40.[6] L iY ,L uF ,L iH L ,e t a l .C o r r o s i o n m e c h a n i s mo fm i c r o -a r co x i d a t i o nt r e a t e db i o c o m p a t i b l eA Z 31m a gn e s i u m a l -l o y i ns i m u l a t e db o d y f l u i d [J ].P r o gr e s s i n N a t u r a lS c i -e n c e :M a t e r i a l s I n t e r n a t i o n a l ,2014,24(5):516-522.[7] N i eR R ,Z h uF ,S h e nL R ,e t a l .E f f e c t so f f i l mt h i c k n e s so n t h e p h a s e c o m p o s i t i o n a n dm i c r o s t r u c t u r e p r o pe r t i e s of m i c r o -a r c o x i d a t i o n c o a t i ng [J ].J o u r n a l o fB i o m e d i c a lE n -g i n e e r i n g,2010,27(2):354-357.[8] Y a n g W ,X uD P ,G u oQ Q ,e t a l .I n f l u e n c eo f e l e c t r o l yt e c o m p o s i t i o no n m i c r o s t r u c t u r ea n d p r o p e r t i e so f c o a t i n gs f o r m e do n p u r eT i s u b s t r a t eb y mi c r oa r co x i d a t i o n [J ].S u r f a c e&C o a t i n g sT e c h n o l o g y,2018,349:522-528.[9] P a kSN ,Y a oZP ,J uKS ,e t a l .E f f e c t o f o r ga n i c a d d i t i v e s o n s t r u c t u r e a n d c o r r o s i o n r e s i s t a n c e o fMA Oc o a t i n g[J ].V a c u u m ,2018,151:8-14.[10] Z h a n g R F ,X i o n g G Y ,H uC Y.C o m p a r i s o no f c o a t i n gp r o p e r t i e so b t a i n e db y MA Oo nm a g n e s i u ma l l o y s i n s i l -i c a t ea n d p h y t i ca c i de l e c t r o l y t e s [J ].C u r r e n t A p pl i e d P h ys i c s ,2010,10(1):255-259.[11] M aY ,L i uN ,W a n g Y ,e t a l .Ef f e c t o f c h r o m a t ea d d i t i v e o nc o r r o s i o nr e s i s t a n c eo fMA Oc o a t i ng so n m a gn e s i u m a l l o ys [J ].J o u r n a l o f t h eC h i n e s eC e r a m i cS o c i e t y ,2011,39(9):1493-1497.[12] S o l d a t o v a E ,B o l b a s o vE ,K o z e l s k a y aA I ,e t a l .T h e e l a s t i c i t yo f c a l c i u m p h o s p h a t eM A Oc o a t i n g s c o n t a i n i n g di f f e r e n t c o n c e n -t r a t i o n s o f c h i t o s a n [J ].I O PC o n f e r e n c eS e r i e s M a t e r i a l sS c i -e n c e a n dE n g i n e e r i n g,2009,544:63-70.[13] G u oP Y ,W a n g N ,Q i nZS ,e ta l .E f f e c to fe l e c t r o l yt e c o m p o s i t i o no n g r o w t h m e c h a n i s m a n ds t r u c t u r eo fc e -r a m i cc o a t i n g so n p u r eT i b yp l a s m ae l e c t r o l yt i co x i d a -t i o n [J ].T r a n s a c t i o n sof M a t e r i a l s &H e a tT r e a t m e n t ,2013,34(7):181-186.[14] S a n k a r aN a r a y a n a nTSN ,P a r k I S ,L e eM H.S t r a t e gi e s t o i m p r o v e t h e c o r r o s i o n r e s i s t a n c e o fm i c r o a r c o x i d a t i o n (MA O )c o a t e d m a g n e s i u m a l l o y sf o rd e gr a d a b l ei m -p l a n t s :P r o s p e c t s a n d c h a l l e n g e s [J ].P r o gr e s s i n M a t e r i -a l sS c i e n c e ,2014,60:1-71.[15] W a n g C ,C h e nJ ,H e JH ,e t a l .E f f e c t o f e l e c t r o l yt e c o n -c e n t r a t i o no n t h e t r i b o l o g i c a l pe rf o r m a n c e o fMA Oc o a t -i ng s o na l u m i n u ma l l o y s [J ].F r o n t i e r so fCh e mi c a lS c i -e n c e a n dE n g i n e e r i n g,2020,12:1-7.[16] L i uS ,G uL ,Z h a oHC ,e t a l .C o r r o s i o n r e s i s t a n c e o f g r a ph e n e -r e i n f o r c e dw a t e r b o r n e e p o x y c o a t i n gs [J ].J o u r n a l o fM a t e r i a l s S c i e n c e&T e c h n o l o g y ,2016,32(05):425-431.[17] Z h a n g XR ,MaR N ,D u A ,e t a l .C o r r o s i o n r e s i s t a n c e o f o r g a n i c c o a t i n g b a s e do n p o l y h e d r a l o l i g o m e r i c s i l s e s qu i -o x a n e -f u n c t i o n a l i z e d g r a p h e n eo x i d e [J ].A p pl i e dS u r f a c e S c i e n c e ,2019,484:814-824.[18] D e ya b M A ,K e e r a ST.E f f e c t o f n a n o -T i O 2p a r t i c l e s s i z e o n t h e c o r r o s i o n r e s i s t a n c e o f a l k y d c o a t i n g[J ].M a t e r i a l s C h e m i s t r y &P h ys i c s ,2014,146(3):406-411.[19] A oN ,L i uD X ,W a n g SX ,e t a l .M i c r o s t r u c t u r ea n dt r i -b o l o g i c a lb e h a v i o ro fa T i O 2/h B N c o m p o s i t ec e r a m i c c o a t i n g fo r m e dv i am i c r o -a r co x i d a t i o no fT i -6A l -4Va l -l o y [J ].J o u r n a lo f M a t e r i a l s S c i e n c e &T e c h n o l o g y,2016,32(10):1071-1076.[20] M o m e n z a d e h M ,S a n j a b i S .T h e e f f e c t o fT i O 2n a n o pa r t i -c l e c o d e po s i t i o no n m i c r o s t r u c t u r ea n dc o r r o s i o nr e s i s t -a n c e o fe l e c t r o l e s s N i Pc o a t i n g [J ].M a t e r i a l s &C o r r o -s i o n ,2012,63(7):614-619.P r e pa r a t i o na n d c o r r o s i o n r e s i s t a n c e o fm i c r o -a r c o x i d e c e r a m i c c o a t i n g o nm a g n e s i u ma l l o y su r f a c e Y U H a o x u n ,MA T i n gx i a (S c h o o l o fM e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g ,S o u t h w e s tP e t r o l e u m U n i v e r s i t y ,C h e n g d u610500,C h i n a )A b s t r a c t :MA O -G R /T i O 2co a t i n g w a s p r e p a r e d o n t h e s u r f a c e o fm a g n e s i u ma l l o y b y a d d i n g p o t a s s i u mf l u o r i d e t i t a n a t e a n dG R /T i O 2po w d e r i n t o t h e e l e c t r o l y t e o fm i c r o -a r c o x i d a t i o n r e a c t i o nb y m i c r o -a r c o x i d a t i o nm e t h o d .T h e s u r f a c em o r p h o l o g y a n d s t r u c t u r eo fG R /T i O 2po w d e rw e r e s t u d i e db y S E M a n dF T -I R.S E M ,X R Da n d e l e m e n t a l l i n e s c a n n i n g w e r eu s e d t o s t u d y t h e s u r f a c em o r p h o l o g y ,ph a s e s t r u c t u r e a n d e l e m e n t d i s t r i b u t i o no f MA O -G R /T i O 2c o a t i n g ,a n d t h e c o r r o s i o n r e s i s t a n c e o fMA O -G R /T i O 2co a t i n g w a s s t u d i e db y t h r e e -e l e c t r o d e t e c h n o l o g y .T h e r e s u l t s s h o w e d t h a tn a n oT i O 2co u l db e g r a f t e do n t o t h es u r f a c eo fG O b y s o l -g e lm e t h o dt o g e n e r a t eG R /T i O 2p o w d e r .MA O -G R /T i O 2c o a t i n g w a s m a i n l y c o m p o s e do f M g 2T i O 4p h a s e ,M g 3(P O 4)2p h a s e ,M g a n d M g O p h a s e .T a k i n g t h e i n t e r f a c ea s t h eb o u n d a r y ,T i ,Pa n d Oe l e m e n t so nt h ec o a t i n g si d e w e r eh i g h e r t h a n t h o s e o n t h e s u b s t r a t e s i d e ,a n dM g e l e m e n t s o n t h e s u b s t r a t e s i d ew e r e h i gh e r t h a n t h o s e o n t h e c o a t i n g s i d e .T h e c o r r o s i o n p o t e n t i a l o fMA O -G R /T i O 2co a t i n g w a s -0.723Va n d t h e c o r r o s i o n c u r r e n t d e n -s i t y w a s 8.96ˑ10-8A /c m 2.C o m p a r e dw i t hm a g n e s i u ma l l o y s u b s t r a t e a n dMA Oc o a t i n g ,t h e c o r r o s i o n p o t e n -t i a l o fMA O -G R /T i O 2c o a t i n g w a s i n c r e a s e db y 48.3%a n d 36.7%,w h i c h i n d i c a t e d t h a tMA O -G R /T i O 2co a t -i n g c o u l d s i g n i f i c a n t l y i m p r o v e t h e c o r r o s i o n r e s i s t a n c e o fm a g n e s i u ma l l o y su b s t r a t e .K e y w o r d s :m a g n e s i u ma l l o y ;m i c r o -a r c o x i d a t i o n ;c o m p o s i t e c o a t i n g;c o r r o s i o n r e s i s t a n c e 52010余灏勋等:镁合金表面微弧氧化陶瓷涂层的制备及耐蚀性能。
镁合金表面电沉积镍层工艺及其耐蚀性的研究
采用 瓦特 镀液 进行 快 速 电镀 镍 ， 可 以在 镁 合 金 基 体
（ ｄ）电 沉 积 锞 层
ＡＺ ９ １ Ｄ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｓ ｉ ｕ ｍ ａ ｌ ｌ ｏ ｙ ｓ ｆ ｒ ｏ ｍ ａ ｓ ｕ ｌ ｆ ａ ｔ ｅ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ［ Ｊ ］ ． Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ
ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｓ ｉ ｕ ｍ ａ ｌ ｌ ｏ ｙ ＡＺ ３ １ Ｄ ｂ ｙ ａ ｎ ｅ ｗ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ
处理 ， 可 以在 合金 表 面形 成完 整 的金属 镍层 ， 达到 良 好 的抗腐 蚀 性能 。
防护 ， ２ ０ ０ ０ ， ２ １ （ ２ ） ： ５ ５ — ５ ６ ．
的 自腐蚀 电位 逐 渐 正 移 ， 耐蚀 性 更 好 。当镁 合 金 表
面形 成完 整 的金 属 镍 层 时 ， 合 金 材 料 的 自腐 蚀 电 位
正移 较大 ， 体 现 出很 好 的 耐 蚀 性 ， 自腐 蚀 电 位 达 到
上 获得结 晶均 匀细 致 、 结 合力 好 的镍 层 ， 较大 地提 高 了其 抗腐 蚀性 能 ， 自腐蚀 电位 正移 到 一Ｏ ． ８ ８ Ｖ。
参考文献 ：
［１］ 朱立 群 ． 功 能 膜 层 的电 沉 积 理 论 与 技 术 ［ Ｍ］ ． 北京 ： 北 京 航 空
航 天 大 学 出 版社 ， ２ ０ ０ ５ ： ２ ４ ８ — ２ ５ ８ ．
［２］ Ｇ ＲＡＹ Ｊ Ｅ， Ｌ ＵＡＮ Ｂ ． Ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｏ ｎ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｓ ｉ ｕ ｍ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ａ ｌ ｌ ０ ｙ — Ａ ｃ ｒ ｉ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ［ Ｊ ］ ．Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ａｌ ｌ ｏ ｙ ｓ ａ ｎ ｄ
镁合金的表面处理技术及其在材料工程中的应用
镁合金的表面处理技术及其在材料工程中的应用引言镁合金是一种重要的结构材料，在各个领域都有着广泛的应用前景。
然而，由于其易氧化、易腐蚀等特点，镁合金的表面处理成为了解决其应用限制的重要环节。
本文将探讨一些常用的镁合金表面处理技术，并讨论其在材料工程中的应用。
表面处理技术一：阳极氧化阳极氧化是一种常见的表面处理技术，可以形成致密的氧化膜，提高镁合金的抗腐蚀性能和耐磨性能。
该技术主要是将镁合金作为阳极，在硫酸、硝酸等电解液中进行电解，使得表面形成一层氧化膜。
经过阳极氧化处理的镁合金表面具有较好的耐腐蚀性和附着力，可以延长其使用寿命。
表面处理技术二：化学镀化学镀是一种通过化学反应，在镀液中形成金属对镁合金表面进行覆盖的方法。
常见的化学镀方法有镀镍、镀铬等。
这种表面处理技术可以提高镁合金的耐腐蚀性和耐磨性，同时还可以改善其外观。
表面处理技术三：喷涂涂层喷涂涂层技术是一种将具有一定特性的材料涂覆在镁合金表面的方法。
这种技术可以改善镁合金的表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性等性能。
常见的喷涂涂层材料有陶瓷涂层、金属涂层等。
通过选择合适的喷涂涂层材料，可以满足不同工程的需求。
表面处理技术四：溅射溅射是一种利用高能离子束轰击镁合金表面，使其表面溅射出材料形成涂层的技术。
溅射涂层具有优异的耐腐蚀性、耐磨性和抗疲劳性能，可以有效地提高镁合金的使用寿命。
此外，溅射还能够改变镁合金的表面电子结构，从而改善其光学性能。
应用一：航空航天领域镁合金在航空航天领域有着广泛的应用。
通过表面处理技术，可以提高镁合金的耐腐蚀性，增加其在腐蚀环境下的使用寿命。
此外，表面处理技术还可以改善镁合金的表面硬度和耐磨性，提高其在高速飞行中的应力承载能力。
应用二：汽车工业领域镁合金在汽车工业中也有着重要的应用前景。
通过表面处理技术，可以提高镁合金的整体性能，如抗腐蚀性、耐磨性等，在汽车零部件的制造中起到了至关重要的作用。
特别是在电动汽车领域，镁合金的轻质化特点使得其成为理想的材料选择。
镁合金抗腐蚀复合表面处理工艺技术
镁合金抗腐蚀复合表面处理工艺技术镁合金是一种轻质高强度的材料，具有良好的机械性能和导热性能，因此被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。
然而，镁合金的抗腐蚀性能较差，容易受到氧化、腐蚀等环境侵蚀。
为了提高镁合金的抗腐蚀性能，人们开发了各种复合表面处理工艺技术，其中包括化学处理、物理处理和电化学处理等方法。
化学处理是一种常用的镁合金表面处理方法，通过在镁合金表面形成一层抗腐蚀的化学物质，从而减缓镁合金的氧化和腐蚀过程。
常见的化学处理方法包括酸洗、碱洗、酸碱复合处理等。
酸洗主要通过浸泡在酸性溶液中，去除镁合金表面的氧化物和杂质，从而获得较好的抗腐蚀性能。
碱洗则是利用碱性溶液中的化学反应，去除镁合金表面的污垢和氧化物，进一步提高抗腐蚀性能。
酸碱复合处理则是将酸洗和碱洗结合起来，通过两者的协同作用，获得更好的抗腐蚀效果。
物理处理是利用物理手段改善镁合金表面的抗腐蚀性能。
常见的物理处理方法包括喷砂、磁化、激光处理等。
喷砂是通过高速喷射磨料颗粒，冲击和磨擦镁合金表面，去除氧化物和污垢，从而提高其表面光洁度和抗腐蚀性能。
磁化是利用磁场对镁合金表面进行处理，使其形成一层具有抗腐蚀性能的磁性保护膜，从而延缓镁合金的氧化和腐蚀过程。
激光处理则是利用高能激光束对镁合金表面进行加工，改变其表面结构和化学成分，从而提高其抗腐蚀性能。
电化学处理是利用电化学原理改善镁合金表面的抗腐蚀性能。
常见的电化学处理方法包括阳极氧化、阳极电泳、阳极溶出等。
阳极氧化是利用电解液中的氧化剂，在镁合金表面形成一层氧化膜，从而提高其抗腐蚀性能。
阳极电泳是将镁合金作为阳极，通过电解液中的带电粒子，在其表面形成一层抗腐蚀的膜层。
阳极溶出则是利用电解液中的溶解剂，将镁合金表面的部分金属离子溶解，形成一层抗腐蚀的膜层。
镁合金的抗腐蚀复合表面处理工艺技术包括化学处理、物理处理和电化学处理等方法。
这些方法可以有效地提高镁合金的抗腐蚀性能，延长其使用寿命，扩大其应用范围。
镁合金表面的腐蚀特性及其防护技术
O2 + 2 H2O + 4e - →4O H - . 但是研究表明 ,溶液中 O2 的浓度对镁合金的腐 蚀影响不大. 据此可以推断 ,在溶液中镁合金的腐 蚀应该以析氢腐蚀为主. 1. 3 镁合金腐蚀中的负差数效应
镁合金的腐蚀还表现出一个特殊的现象 ,即 在含 Cl - 腐蚀介质中会出现负差数效应 ( negative different effect , ND E) . 负差数效应是指镁合金在 外加的阳极电流或电位的条件下 ,随阳极极化电 流或电位的增加 ,镁合金的“自腐蚀电流密度”不 减反而增加[14～16 ] . 不仅镁合金存在着这一反常 现象 ,铝合金也有负差数效应.
摘 要 : 从镁合金表面自然氧化膜的微观结构与形成过程入手 ,论述了其表面多孔状的三层氧化膜造成镁 合金基体表面容易发生腐蚀的原因 ,并详述镁合金表面的电化学腐蚀特性与腐蚀机理 ;从三个不同角度分析 其独特的负差数效应 ,并用“部分膜保护机制”对此作出更合理的解释. 讨论了阳极氧化技术及其在此基础之 上发展而来的等离子微弧阳极氧化技术 ,该技术可显著提高镁合金表面氧化膜的耐蚀性与抗磨性. 介绍了包 括激光表面热处理和激光合金化的激光辅助处理技术 ,它能对镁合金表面进行快速 、局部的处理 ,提高材料 的耐腐蚀性能和硬度. 概述了物理气相沉积技术 ,它可为镁合金表面提供耐腐蚀性能 、高结晶度和高强度. 讨 论了目前国内外最新研究的用于取代有毒的铬酸盐转化膜的稀土转化膜工艺的化学法 ;该方法具有操作简 便 、无毒无污染等诸多特点 ,可以明显提高镁合金表面的耐腐蚀性能 ,但机理研究有待于进一步探讨. 关键词 : 镁合金 ;腐蚀 ;防护技术 中图分类号 : T G146 文献标识码 : A 文章编号 : 036726234 (2001) 0620753205