镁合金防腐表面处理与涂层技术研究进展
镁合金自修复超疏水、超双疏防腐涂层的制备及其性能研究
镁合金自修复超疏水、超双疏防腐涂层的制备及其性能研究镁合金自修复超疏水、超双疏防腐涂层的制备及其性能研究摘要：镁合金作为一种轻质高强度金属材料，因其优良的物理和化学性质而广泛应用于汽车、航空航天和电子等领域。
然而，镁合金的高活性和易腐蚀性限制了其更广泛的应用。
为了解决这一问题，研究人员开发了一种镁合金自修复超疏水、超双疏防腐涂层。
本文介绍了该涂层的制备方法、性能研究和应用前景。
1. 引言镁合金具有较低的密度、较高的强度和刚度，以及良好的导热性和电磁脉冲屏蔽性能。
然而，镁合金的易腐蚀性问题限制了其广泛应用。
为了提高镁合金的防腐性能，许多研究工作集中在表面涂层的开发上。
2. 镁合金表面涂层的制备方法研究人员采用物理和化学方法制备了镁合金表面的自修复超疏水、超双疏防腐涂层。
物理方法包括溅射沉积、电解沉积和激光处理等；化学方法包括溶胶-凝胶法、电化学沉积法和自组装法等。
这些方法能够在镁合金表面形成致密的氧化物层和有机涂层，改善其抗腐蚀性能。
3. 自修复超疏水、超双疏防腐涂层的性能研究研究人员通过制备不同结构和成分的涂层，并测试其超疏水性能和抗腐蚀性能。
结果表明，自修复超疏水涂层能够有效减少液体在镁合金表面的接触角，从而实现超疏水性能。
同时，涂层还具有自愈合能力，可以通过自动修复裂纹和缺陷来提高其防腐性能。
4. 涂层的应用前景镁合金自修复超疏水、超双疏防腐涂层具有广阔的应用前景。
首先，该涂层可以应用于汽车、航空航天和电子等领域，提高镁合金的防腐性能，延长其使用寿命。
其次，该涂层还可以在海洋工程和化工设备中应用，提高金属材料在腐蚀环境中的抗腐蚀性能，降低维护成本。
5. 结论镁合金自修复超疏水、超双疏防腐涂层的制备方法、性能研究和应用前景在本文中进行了介绍。
随着相关技术的发展，该涂层有望实现规模化应用，为镁合金的推广和应用提供重要保障。
然而，进一步的研究仍需要解决涂层制备的成本、工艺和稳定性等方面的问题综上所述，镁合金自修复超疏水、超双疏防腐涂层在提高镁合金的抗腐蚀性能方面具有巨大的潜力和应用前景。
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】
1.环保型表面处理镁合金耐蚀性及疲劳性能研究进展
2.镁合金微弧氧化表面处理技术研究进展及展望
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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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镁合金防腐涂层的研究
新技术新工艺 2014年 第5期68‘新技术新工艺“试验与研究镁合金防腐涂层的研究张云露,张士卫,蔺绍玲(中国空空导弹研究院,河南洛阳471009)摘 要:为解决镁合金在工程应用过程中的腐蚀问题,按照工况条件制作了镁合金试验件,并在试验件上分别制备了微弧氧化电泳层和微弧氧化电泳有机涂层㊂通过试样的盐雾试验和静载试验,得出下述结论:微弧氧化电泳层在不被破坏的前提下,可以保护镁合金不受腐蚀;但在工况条件下,由于过盈配合等原因,不可避免地会破坏微弧电泳层,导致镁合金腐蚀㊂研究表明,在微弧氧化电泳层上制备有机涂层,既能有效保证微弧氧化电泳层不被破坏,又可在实际工况条件下保护镁合金不受腐蚀㊂关键词:镁合金;防腐涂层;微弧氧化;电泳处理中图分类号:TB 304 文献标志码:AResearch on Anticorrosive Coatin g of Ma g nesium Allo yZHANG Yunlu ,ZHANG Shiwei ,LIN Shaolin g(China Airborne Missile Academ y ,Luo y an g 471009,China )Abstract :To solve the corrosion of ma g nesium allo y in the en g ineerin g a pp lication ,the p a p er imitated the workin g con -dition ,made ma g nesium allo y p arts ,and p re p ared micro -arc oxidation la y ers and micro -arc oxidation electro p horesis la y erson the p arts.Salt s p ra y tests and static load tests showed that micro -arc oxidation la y ers can p rotect ma g nesium allo y from corrodin g on the condition that micro -arc oxidation la y er is unbroken ,but on normal workin g condition ,it is inevitable tokee p micro -arc oxidation la y ers unbroken.Pre p arin g or g anic coatin g on the micro -arc oxidation electro p horesis la y ers can notonl y p rotect micro -arc oxidation la y er from destruction ,but also can p rotect ma g nesium allo y from corrodin g .Ke y words :ma g nesium allo y ,anticorrosive coatin g ,micro -arc oxidation ,electro p horesis航空装备轻量化是一项重要的战术指标,也是提高作战部队,尤其是轻型部队和快速反应部队战略战术机动性的主要途径,其可大幅提高装备的作战性能和生存能力㊂目前的航空制件多采用不锈钢或铝合金机械加工成形,仅通过结构设计实现减重,其效果具有局限性㊂在目前所有的工业应用中,镁合金是最轻的合金金属,纯镁的密度较低(1.74g/cm 3),仅为铝的2/3,铁的1/4,具有比强度高㊁比刚度高㊁弹性模量低和减振性能好的优点,能承受比铝合金大的冲击载荷,是实现武器轻量化的理想材料;但是,镁合金在工程结构件中的应用受到限制,其主要原因是由于镁的化学性质非常活泼,标准电极电位为-2.37V ,当镁与其他金属(如铜,标准电极电位为+0.337V ;铁,标准电极电位为-0.037V )等相接触时,会形成腐蚀原电池,镁在原电池中充当有效阳极而发生电偶腐蚀㊂腐蚀使构件材料发生膨胀和脱层,产生大量磨粒,引起疲劳裂纹的产生,从而导致铆接和螺栓联接构件过早失效,维修费用极高㊂近年来,微弧氧化+电泳复合处理被广泛应用于镁合金表面处理,微弧氧化在基体原位生长陶瓷层㊂陶瓷层生长均匀时,使得耐磨耐腐蚀性能好,电绝缘性能好,热导率小,与基体接合强度高,表面防护效果远远优于传统的表面处理方法[1-3];但是,微弧氧化后的膜层孔隙率很高,所以应进行封孔处理[4-6]㊂使用电泳涂装的方式对微弧氧化膜层进行后续封孔是较好的后处理方式之一,电泳处理膜层的一致性较好,并且工艺简单,易操作,在提高涂层耐腐蚀性能的同时,还能起到美化外观的效果[7]㊂本文通过对镁合金进行相关表面处理,旨在解决实际工程应用过程中,镁合金与不同金属材料接触时产生的接触腐蚀㊂1 试验材料与方法1.1 镁合金的材料性能试验选择某牌号镁合金作为研究对象,该镁合金材料的力学性能稳定,超声探伤表明均无微裂纹,其力学性能见表1㊂表1 镁合金试验件在室温下的力学性能力学性能指标横向纵向抗拉强度/MPa ȡ350ȡ400屈服强度/MPa ȡ250ȡ300延伸率/%ȡ4ȡ51.2 镁合金试验件的表面处理1.2.1 微弧氧化处理试验研究‘新技术新工艺“试验与研究69采用MAO-Ⅲ-200型微弧氧化电源,恒峰值电流控制模式㊂电解液为微弧氧化电解液,硅酸钠浓度为5g /L ,氢氧化钾浓度为10g /L ,无机添加剂A 浓度为8g /L ,p H 值为12.8,电导率为3.5S /m ㊂微弧氧化镁合金试验件的工艺参数见表2㊂表2 微弧氧化的工艺参数电压/V电流/A 输入脉冲数脉冲宽度/μs 氧化时间/min 420~4301005008015微弧氧化后,通过涡流测试仪测得微弧氧化层的厚度约为10μm ㊂1.2.2 电泳处理电泳处理的工艺流程为:电泳ң喷淋回收1ң喷淋回收2ң喷淋水洗ң烘干(固化)㊂电泳所用涂料为环氧树脂基阴极电泳涂料,电泳工艺参数见表3㊂微弧氧化后,通过涡流测试仪测得电泳层的厚度约为13~17μm ㊂表3 电泳的工艺参数电压/V 槽液温度/ħ固化温度/ħ固化时间/min 电泳时间/min205~2152717525~3021.2.3 有机涂层制备为改善微弧氧化电泳层的耐磨性能,在微弧氧化电泳层上制备有机涂层㊂有机涂层的制备工艺为采用高压静电粉末进行喷涂,涂料为热干型的环氧树脂粉末涂料,固化工艺为在200ħ的烤箱中烘烤20min ㊂有机涂层的厚度为40~50μm ㊂1.3 镁合金试验件的制作本文模拟工况中镁合金零件与铜套的配合,并制作试验件,镁合金的孔尺寸为ϕ22+0.0210mm ,与其配合的铜套材料为H62,经过钝化处理,镁合金的孔尺寸为ϕ18+0.035+0.022mm ㊂孔与铜套之间的配合为过盈配合㊂进行微弧氧化电泳处理前的镁合金试验件如图1所示,处理后的试验件如图2所示㊂图1 处理前的镁合金 图2 处理后的镁合金试验件试验件将铜套装配于镁合金,并对配合间隙采取保护措施,标记部分分别用掩蔽胶和硅橡胶进行保护,未标记的部分没有进行保护,保护好的镁合金试验件如图3所示㊂图3 保护好的镁合金试验件根据试验需求,共制作了3种镁合金试验件:试验件A ,经过微弧氧化+电泳处理的镁合金试验件,不装配铜套;试验件B ,经过微弧氧化+电泳处理的镁合金试验件,装配铜套;试验件C ,经过微弧氧化+电泳+有机涂层处理的镁合金试验件,装配铜套㊂对不同试验件分批次进行试验,研究镁合金表面处理涂层能否有效保护镁合金试验件不受腐蚀㊂1.4 盐雾试验盐雾试验是检验金属耐腐蚀性能的重要试验,金属在高盐度㊁高湿度及干湿交替环境下极易被腐蚀[8]㊂本文对镁合金试验件进行了盐雾试验,以检验表面处理涂层能否有效地保护镁合金试验件不受腐蚀㊂盐雾试验按照环境试验要求进行,其中,盐雾为5%的氯化钠溶液,温度为35ħ,干湿度为80%㊂试验在24h 喷盐雾和24h 干燥状态下交替进行,试验时间为96h ㊂2 试验结果与讨论2.1 镁合金试验件A 和B 的盐雾试验试验件A 和B 盐雾试验后获得如图4和图5所示的表面㊂未装配铜套的镁合金试验件A ,在盐雾试验后,没有出现任何腐蚀;而镁合金试验件B ,无论是其保护部分和还是未经保护部分,腐蚀现象均非常严重㊂这是因为镁合金试验件B 装配了铜套,铜套由榔头敲击装入,与孔是过盈配合,在敲击过程中,其对孔内的涂层破坏非常严重,掩蔽胶和硅橡胶对铜套周圈的密封又不完全;所以,在湿热的盐雾环境下,盐雾大量进入配合处,从而导致严重的腐蚀现象㊂图4 镁合金试验件A 图5 镁合金试验件B(盐雾试验后)(盐雾试验后)镁合金试验件A 和B 的盐雾试验说明,微弧氧化电泳层在没有被破坏的前提下,可以保护镁合金新技术新工艺 2014年 第5期 70‘新技术新工艺“试验与研究不受腐蚀㊂2.2 镁合金试验件C 的环境试验镁合金试验件C 是在微弧氧化电泳层上的基础上又经过了有机涂层处理,在铜套与孔的接触边缘用掩蔽胶和硅橡胶进行保护,保护位置与镁合金试验件A 相同㊂保护好的镁合金试验件C 如图6所示㊂图6 镁合金试验件C2.2.1 盐雾试验一对镁合金试验件C 进行盐雾试验㊂盐雾试验后,配合处没有出现腐蚀,未经保护的孔也未受到盐雾的腐蚀,如图7所示㊂图7 镁合金试验件C (盐雾试验一后)盐雾试验一说明,有机涂层可以保护微弧电泳层在装配过程中不被破坏㊂首先,增加一层40~50μm 厚的有机涂层,就可以对微弧电泳层增加一层保护,当铜套装入时,不容易破坏到微弧电泳层;其次,有机涂层富有弹性,其厚度可随铜套的装入而变化,以避免破坏微弧电泳层㊂2.2.2 静载试验为了完全模拟实际工况,继续对经过盐雾试验一的镁合金试验件C 进行轴向静载试验,试验在液压万能试验机上进行,试验过程如图8所示㊂图8 轴向静载试验铜套孔尺寸为ϕ18+0.0180mm ,轴尺寸为ϕ18-0.016-0.027mm ,轴的材料为高强度不锈钢㊂利用AD -AMS 软件,计算出轴的径向稳定压力峰值为45kN ,分别乘以1倍和1.5倍安全系数作为加载力值,在轴向加载的径向压力的方向和大小如图9所示㊂加载速度控制在0.3~0.5kN /s ,加载到所需力值后,无保载时间,立刻卸载㊂图9 镁合金试验件C 的加载力轴向静载试验后,观察镁合金试验件C 发现,无涂层剥落现象,无弯曲痕迹,没有出现明显的变化,如图10所示㊂图10 镁合金试验件C (轴向静载试验后)2.2.3 盐雾试验二为了检验在工况下使用的镁合金能否经历各种环境考核,将完成轴向静载试验后的镁合金试验件C 继续进行盐雾试验㊂盐雾试验后的镁合金试验件C 如图11所示,与盐雾试验前相比,没有明显变化㊂图11 镁合金试验件C (盐雾试验二后)对镁合金试验件C 的盐雾试验和轴向静载试验说明,在微弧氧化电泳层表面制备有机涂层,可以保护微弧氧化电泳层不被破坏,从而保护镁合金在实际工况下不受腐蚀㊂3 结语在镁合金上制备微弧氧化电泳层可以保护镁合金不受腐蚀;但是,微弧氧化电泳层极易在实际工况中被破坏,导致镁合金的腐蚀非常严重㊂在微弧氧化电泳层上制备有机涂层,可以有效地保护微弧氧化电泳层不被破坏,有机涂层富有弹性且对微弧氧化层增加了一层保护,从而解决了镁合金在实际工况中的腐蚀问题㊂参考文献[1]王虹斌,方志刚,蒋百灵.微弧氧化技术及其在海洋环境中的应用[M ].北京:国防工业出版社,2010.试验研究‘新技术新工艺“试验与研究71基于精益生产思想的标准化管理张伟晨,王连学,王伟杰(西北工业集团有限公司,陕西西安710043)摘 要:对基于精益生产思想的标准化管理(下述简称精益标准化)展开论述,通过对精益生产㊁精益管理和标准化管理概念进行分析,创新性地提出精益标准化理念,即在推行精益生产的过程中实施标准化管理,通过对工作进行不断的总结,把每一项工作流程化㊁标准化和具体化,并将各项工作细节进行量化,以提高各部门之间的协作效率和每个员工的工作效率,进而实现人与物的完美结合㊂本文重点阐述了精益标准化的典型应用与作用发挥,对企业不断完善规范化和标准化制度体系起到了推动作用;同时,为企业各项管理活动提供了一种全新的管理方法和工作范本㊂关键词:精益生产;标准化管理;产品质量;持续改进;流程优化中图分类号:F 270.7;F 273.1 文献标志码:AStandardization Mana g ement based on the Idea of Lean ProductionZHANG Weichen ,WANG Lianxue ,WANG Wei j ie(Northwest Industries Grou p Co.,Ltd ,Xi an 710043,China )Abstract :The p a p er was commenced the standardization mana g ement research based on the idea of lean p roduction ,throu g h lean p roduction ,standardized mana g ement ,lean standardized conce p t for anal y sis.Creativel y p ut forward thestandardized mana g ement conce p ts based on the idea of lean p roduction.That is ,im p lementation of standardized mana g e -ment in the p rocess of im p lementin g lean p roduction ,throu g h constantl y summarize and o p timize the p ractice work to each of the work flow ,standardization ,concrete ,and q uantif y in g the details of the work ,in order to im p rove the efficienc y of coo p -eration between various de p artments ,and the work efficienc y of each em p lo y ee ,thus achieved the p erfect combination of p eo p le and thin g s.Lean focuses on the role of standardization to p la y for the enter p rise mana g ement activities and p rovidesan innovative mana g ement methods and tem p lates ,but also has p la y ed a role in continuous o p timization and im p rovement for cor p orate standardization s y stem construction.Ke y words :lean p roduction ,standardized mana g ement ,p roduct q ualit y ,o p timizin g p rocesses ,continuous im p rovement 精益生产是企业有效提高工作效率,改善产品或服务品质,提升效益的管理方式之一,是企业实现卓越经营和提高核心竞争能力的有力手段㊂其目标是缩短生产时间,提高产品质量和降低生产成本㊂标准化管理的最大作用在于降低企业运营成本,为实现精益生产目标奠定坚实基础㊂两者的管理目标同出一辙,管理思想也有异曲同工之妙췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍㊂[2]Guo H F ,AN M Z.Growth of ceramic coatin g s on AZ91D ma g nesium allo y s b y micro -arc oxidation in alumi -nate -fluoride solutions and evaluation of corrosion resistance [J ].A pp l Surf Sci ,2005,246:229-238.[3]尚伟,陈白珍,石西昌,等.镁合金表面复合膜的制备及其耐蚀性[J ].中南大学学报:自然科学版,2011,42(11):32.[4]Hu J Y ,Li Q ,Zhon g X K ,et al.Novel anti -corrosion silicon dioxide coatin g p re p ared b y sol -g el method for AZ91Dma g nesium allo y [J ].Pro g Or g Coatin g s ,2008,63(1):13-17.[5]Tamar Y ,Mandler D.Corrosion inhibition of ma g nesi -um b y combined zirconia silica sol -g el films [J ].Electrochim Acta ,2008,53(16):5118-5127.[6]Duan H P ,Du K Q ,Yan C W ,et al.Electrochemical corrosion behavior of com p osite coatin g s of sealed MAO filmon ma g nesium allo y AZ91D [J ].Electrochim Acta ,2006,51(14):2898-2908.[7]袁兵,袁森,蒋百灵,等.镁合金微弧氧化及后续涂装耐盐雾腐蚀的研究[J ].材料保护,2006,39(9):15-19.[8]林臻,李国璋,白鸿柏,等.金属材料海洋环境腐蚀试验方法研究进展[J ].新技术新工艺,2013(8):﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏68-73.作者简介:张云露(1987-),女,硕士研究生,主要从事金属材料及加工设计等方面的研究㊂收稿日期:2014-01-26责任编辑 李思文。
镁合金表面铝涂层研究新进展
镁合金表面铝涂层研究新进展张津,麻彦龙,黄福祥,肖锋(重庆工学院材料科学与工程学院,重庆400050) [摘 要] 对镁合金表面沉积铝涂层这一镁合金表面处理的新技术进行了总结,分析了传统镁合金表面处理的优缺点以及在镁合金表面沉积铝涂层的优势。
最新的在镁合金表面沉积铝涂层的工艺主要有铝粉埋覆扩散法、铝粉刷涂埋覆扩散法、火焰喷涂热扩散法、电弧喷涂热压法、动态金属喷镀法。
在对以上沉积原理的分析和理解的基础上,详细阐述了镁合金表面铝涂层的耐蚀机理,并指出了该技术的应用前景和制约其发展的主要因素。
[关键词] 镁合金;铝涂层;扩散;热喷涂;耐蚀性[中图分类号]TG146.2 [文献标识码]A [文章编号]1001-3660(2007)05-0064-04The La test Researches of A lum i n u m Coa ti n g on M agnesi um A lloysZHAN G J in,M A Yan 2long,HUAN G F u 2xiang,X I AO F eng(College of Materials Science and Engineering,Chongqing I nstitute of Technol ogy,Chongqing 400050,China )[Abstract] A ne w strea m of surface treat m ent technol ogies for magnesiu m all oys,depositing alu m inu m on magnesi 2u m all oy,is su mmarized on the basis of recent laborat ory ex peri m ents .The str ong points and weak point of traditi onal mag 2nesiu m all oy surface treat m ent technol ogies were analyzed and the advantages of alu m inu m coating on magnesiu m all oy were exp lained .The latest alu m inu m coating depositing technol ogies on magnesiu m all oy varies fr om diffusi on bet w een alu m inu m po wder and magnesiu m all oy matrix at high te mperature t o ther mal s p raying alu m inu m po wder or thread materials with both traditi onal and advanced s p raying equi pments .Based on the understanding t o different technol ogies,the corr osi on 2resistant mechanis m of alu m inu m coating on magnesiu m all oyswas further discussed .Finally,the app licati on f oregr ound of the tech 2nol ogy in questi on was p redicted and the maj or p r oble m s li m iting its devel opment were put for ward .[Key words] Magnesiu m all oy;A lu m inu m coating;D iffusi on;Ther mal s p raying;Corr osi on resistance[收稿日期]2007-06-26[基金项目]重庆市科技攻关重点项目(CSTC2004AA400326);重庆市重点自然科学基金项目(CSTC200413A4002)[作者简介]张津(1963-),女,重庆人,教授,博士,主要从事表面工程领域的研究。
211241006_镁合金表面腐蚀防护技术研究进展
第52卷第5期表面技术2023年5月SURFACE TECHNOLOGY·37·镁合金表面腐蚀防护技术研究进展夏先朝1，潘玥1，袁杏1，聂敬敬1，孙京丽1，袁勇1，董泽华2（1.上海航天精密机械研究所，上海 201600；2.华中科技大学 化学与化工学院，武汉 430074）摘要：镁合金较差的耐腐蚀性能限制了其大规模应用。
利用表面腐蚀防护技术可以有效改善镁合金的耐蚀性能，延长镁合金的服役寿命。
因此，可靠的表面腐蚀防护技术是突破镁合金应用瓶颈的关键。
从镁合金表面腐蚀防护技术的分类入手，阐述了各种防护技术的基本原理。
在此基础上，综述了近年来镁合金腐蚀防护技术的研究进展，包括电化学方法、化学方法及其他表面腐蚀防护方法等，阐明了各种技术的优缺点及适用范围，并对镁合金表面防护技术的发展趋势进行了展望。
经过多年的发展，镁合金表面防护技术的理论研究和应用日臻完善，现有的表面防护方法一定程度上都能为镁合金基体提供腐蚀防护作用。
然而，随着镁合金应用范围的扩展，相关结构件常会面临恶劣的服役环境。
因此，单一的表面腐蚀防护技术已经很难满足工业领域对镁合金材料的迫切需求，多种表面处理技术联合制备的复合涂层具有广阔的应用前景。
镁合金表面防护技术当前正朝着功能化和智能化的复合涂层方向发展，同时对制备工艺的安全环保性也提出了更高要求。
未来除了保证高耐蚀性外，开发多功能智能涂层对提升防护层的长效防护能力、拓宽镁合金的应用范围具有重大的现实和长远意义。
关键词：镁合金；耐腐蚀性；表面防护；复合涂层；功能涂层；智能涂层中图分类号：TL214.6 文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2023)05-0037-14DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2023.05.004Research Progress of Surface Corrosion ProtectionTechnology for Mg AlloysXIA Xian-chao1, PAN Yue1, YUAN Xing1, NIE Jing-jing1, SUN Jing-li1, YUAN Yong1, DONG Ze-hua2(1. Shanghai Spaceflight Precision Machinery Institute, Shanghai 201600, China;2. School of Chemistry and Chemical Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China)ABSTRACT: The relatively high corrosion susceptibility of Mg alloys seriously restricts their large-scale use. Surface corrosion protection technologies are used to improve the corrosion resistance and prolong the service life of Mg alloys. Hence, use of reliable surface corrosion protection coatings is the key to break through the bottleneck of Mg alloy application. Starting from the classification of surface corrosion protection technologies for Mg alloys, the basic principles of various protection technologies were expounded, and the advantages, disadvantages and application scope of various technologies were clarified.收稿日期：2022–05–16；修订日期：2023–01–05Received：2022-05-16；Revised：2023-01-05基金项目：上海航天精密机械研究所自主研发项目Fund：Independent Research and Development Project of Shanghai Spaceflight Precision Machinery Institute作者简介：夏先朝（1995—），男，硕士。
镁合金仿生超疏水涂层的构建及耐腐蚀性研究
镁合金仿生超疏水涂层的构建及耐腐蚀性研究一、本文概述镁合金作为一种轻质、高强度的金属材料，在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域具有广泛的应用前景。
然而，镁合金的耐腐蚀性较差，容易在潮湿或腐蚀性环境中发生电化学腐蚀，这限制了其在实际应用中的使用寿命。
为了改善镁合金的耐腐蚀性，研究者们提出了多种表面处理技术，其中仿生超疏水涂层技术因其独特的防水和自清洁性能受到了广泛关注。
本文旨在探讨镁合金仿生超疏水涂层的构建方法及其耐腐蚀性研究。
我们将介绍仿生超疏水涂层的基本原理及其在金属防腐领域的应用背景。
然后，详细阐述构建镁合金仿生超疏水涂层的具体步骤，包括涂层材料的选择、制备工艺的优化以及涂层结构的表征。
接着，通过一系列实验手段，如接触角测量、电化学腐蚀测试等，评估仿生超疏水涂层对镁合金耐腐蚀性能的提升效果。
结合实验结果，讨论仿生超疏水涂层在镁合金防腐领域的应用前景及潜在改进方向。
通过本文的研究，我们期望为镁合金的耐腐蚀性提升提供一种新的有效途径，同时推动仿生超疏水涂层技术在金属防腐领域的应用发展。
二、镁合金仿生超疏水涂层的构建在构建镁合金仿生超疏水涂层的过程中，我们采取了一种多步骤的方法，旨在模仿自然界中生物表面的微观结构和润湿性，从而赋予镁合金表面优异的超疏水性能。
我们对镁合金表面进行了预处理，包括清洗、打磨和超声波清洗等步骤，以确保表面的清洁度和粗糙度，为后续的涂层构建打下良好的基础。
接下来，我们采用了一种特殊的涂层材料，该材料具有良好的附着力和耐腐蚀性。
通过喷涂或浸涂的方式，将涂层材料均匀涂覆在镁合金表面，形成一层均匀的涂层。
为了增强涂层的超疏水性能，我们在涂层表面构建了微纳米结构。
这些结构通过模仿自然界中荷叶等生物表面的微观结构，使得涂层表面具有极低的表面能和高度的粗糙度。
我们通过化学刻蚀、溶胶-凝胶法或模板法等方法，在涂层表面形成了微纳米级的凸起和凹槽，从而实现了超疏水性能。
我们对构建好的涂层进行了表征和性能测试。
镁合金腐蚀的机理研究及其防腐措施的改进
镁合金腐蚀的机理研究及其防腐措施的改进镁合金是一种轻质高强度的金属材料，具有优良的物理性能和机械性能，因此在航空、汽车、电子等行业中得到广泛应用。
但是，它也具有很强的腐蚀性，容易受到环境因素的影响而产生腐蚀，导致加工精度下降、材料性质变差，甚至影响到安全和寿命。
针对这个问题，科研人员长期以来一直在研究镁合金腐蚀的机理，并且采取各种措施来加以防治。
本文就对镁合金腐蚀的机理及其防腐措施的改进进行探讨。
一、镁合金腐蚀的机理1. 电化学腐蚀镁合金的腐蚀可以归纳为两类，一种是化学腐蚀，另一种是电化学腐蚀。
化学腐蚀是镁合金在一定条件下直接与氧气和水反应而发生的腐蚀，而电化学腐蚀则是在特定条件下，镁合金表面发生的电化学反应。
2. 腐蚀剂的作用腐蚀剂是导致镁合金腐蚀的重要因素，它可以使得镁合金表面形成锈蚀、裂纹、孔洞等缺陷，导致腐蚀加速。
目前认为导致镁合金腐蚀的腐蚀剂主要是盐酸、硫酸、硝酸等酸性物质。
3. 微观结构的影响微观结构是影响镁合金腐蚀的重要因素。
镁合金中存在大量的硬质相，如Mg17Al12、Mg2Si、MgZn2等，这些硬质相会形成电池对，使得材料的腐蚀速度加快。
同时，镁合金中的杂质和异质物也会使得腐蚀加速，因此在制备镁合金时，应尽量控制杂质和异质物的含量。
4. 温度、湿度和来流的影响环境中的湿度、温度和来流都会影响镁合金的腐蚀。
在高温和潮湿的环境中，镁合金的腐蚀速率会明显加快，而存在来流的区域，因为流体的冲蚀和离子的冲刷，也会导致腐蚀的加剧。
二、镁合金防腐措施的改进根据对镁合金腐蚀机理的认识，科研人员制定了多种防腐措施，包括表面处理、防腐涂层和添加合金元素等，这些措施不断得到改进和完善。
1. 表面处理表面处理是保护镁合金的最基本方法之一。
在表面处理中，人们主要采用阳极氧化法、电化学沉积法和化学沉积法等防腐技术。
阳极氧化法是目前应用最广泛的表面处理方法，它可以制备出均匀致密的陶瓷膜，从而有效地保护合金表面；电化学沉积法和化学沉积法则主要用于制备金属涂层或复合涂层。
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需 进一步改 善 。 目前 对 于热 喷 涂所 形 成 的涂 层 的后 处 理 技
术 ， 激 光熔 覆 、 封处 理 、 压 、 如 密 热 阳极 电镀 等 都 进 一 步 提 高 了
喷涂后镁合金 的耐 蚀性 。
３ 氧化 膜 表 面 处 理
３ １ 化 学 氧化 （ 化 ） 处 理 ． 转 膜
的应 用 前 景 … ， 誉 为 “ ｌ世 纪 的 绿 色 工 程 材 料 ” 被 ２ 。 然 而 ， 合 金 具 有 较 高 的 活 泼 性 ， 准 电 极 电 位 为 镁 标
一
１ １ 激 光 改性 ．
激光表面改性技术具有对基体 热影响小 和易于实 现 自动
化 的 优 点 ， 镁 合 金 激 光 表 面 改 性 技 术 研 究 主 要 包 括 激 光 重 对 熔 、 面合金化 、 光熔敷技术 。 表 激 Ｍ ｎ ａ 等 用 Ｎ ： Ａ ｏ ｄｌ ｄ Ｙ Ｇ激 光 器 对 Ａ Ｍ ２ Ｃ ７ ０镁 合 金 进 行 表
膜， 膜层厚度可达 １ｔ ｚ ｍ。经盐雾试验和极化 好 的耐蚀性 。
（ ．Ｎ ｔ ｎｌ ｎ ｉｅｒ ｇＲ ｓ ｒ ｅｔ ｒＣ ａｉ ｓＣ Ｏ ＣＣ ａｇｈｕ １ ａｉ ａ Ｅ ｇｎｅｉ ｅｅ ｃ Ｃｎｅｆ ｏ ｔ ｇ Ｎ Ｏ ｈｎ ｚｏ ｏ ｎ ａｈ ｒｏ ｎ
Ｐａ ｎ ｉ ｔ＆ Ｃ ａ ｉ ｇ ｎ ｕ ｔ ｅ ｅ ｒｈ Ｉ ｓ ｔ ｔ ，Ｃ ａ ｇ ｈ ｕ Ｊ ａ ｇ ｕ ２ ３ １ Ｃ ｉ ａ； ． Ｔ ｅ尸 ｏ ｔ ｓＩ ｄ ｓｒ Ｒ ｓａ ｃ ｎ ｔ ｕ ｅ ｈ ｎ ｚ ｏ ， ｉ ｎ ｓ １ ０ ６， ｈ ｎ ２ ｎ ｙ ｉ ｈ
第４ ２卷 第 ７期 ２１ ０ ２年 ７月
涂 料 工 业
ＰＡＩ ＮＴ ＆ Ｃ０ＡＴＩ ＮＧＳ Ｉ ＮＤＵＳ ＴＲＹ
Ｖｏ ＿ Ｎｏ ７ ｌ４２ ．
Ｊ １２ １ ｕ． ０ ２
镁 合 金 防腐 表 面 处 理 与 涂 层 技 术 研 究进 展
倪维 良 ， 邵旭 东 郁 飞 王 留方 王 李军 朱 亚君 谭 伟 民 ， ， ， ， ， （ ．中海油 常 州涂 料化 工研 究院 国 家涂料 工程技 术研 究 中心 ， １ 江苏 常州 ２ ３ １ ； １０ ６
２ ．中国人 民解放军驻 ３０厂军事代表 室， ７ 江苏常州 ２３２ ） １０ ２
摘 要： 介绍 了高能技术表面调制 、 镀 ） 处理 、 涂（ 层 氧化膜表 面处 理 、 有机涂层技术等方法 在镁 合金 防腐蚀表 面处
理中的应用 ， 分析了其各 自的利弊及发 展趋势 ， 并对镁合金 表面防护技术 的发展方 向进行 了展望 。 关键词 ： 合金 ； 面处理 ； 镁 表 涂层技术 ； 防腐蚀
中 图 分 类 号 ：Ｑ ６ ５ ２ Ｔ ３ ． 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：２ ３— ３ ２ ２ １ ）７— ０ ５— ５ ０ ５ ４ １ （０ ２ ０ ０ ７ ０
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｖ ｌ ｐ ｅ ｔｏ ｓ ａ ｃ Ｄｅ ｅｏ ｍ ｎ ｆＡｎｔ — ｒ ｏ ｉｎ ｕｒ ａ ｅ Ｔｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｉ— Ｃｏ ｒ ｓｏ Ｓ ｆ ｃ ｅ ｔ ｎ
只适 用 于 短 时 期 内 大 气 腐 蚀 下 的 防 护 ， 而 这 种 转 化 膜 的 另 然
一
膜 ， 点是冷却速度快 （ 优 可超 过 １ １ Ｃ ｓ ， 相沉 积可 以在 ０￣／ ） 气 ０ 镁合金表 面形 成 比较稳定 的薄膜 。但镁合金表 面 Ｐ Ｄ由于装 Ｖ 置复杂 、 成本较高 ， 以主要用 于具 有特殊用途零件 的处 理。 所 Ｓｉｐｃ ｔ ｉ ｐ ｈ等 使用 １ ｅ ５ｋＶ的 Ａ 束 在纯 ＭｇＡ ９ 镁 合金 ｒ 、Ｚ １
面最外层形成约 ２０ｎ 的氧化层 ， ０ ｍ 有利于改善镁合 金的耐蚀性
能 。通 过在 ３ ５ 的 Ｎ Ｃ 溶 液 中进 行 电 化 学 腐 蚀 实 验 表 明 ， ．％ ａ１ 镁
合金表 面 离子 注入 ｒ 后 显 著提 高 了镁 合 金 的 耐蚀 性 。Ｚ ｕ ｒ ｉ ｈ 等 用离子 注入 的方 法将 Ａ 离 子注 入到 Ａ ３ Ｂ镁合金 内 ， ｌ Ｚ１ 形 成 的 Ａ 层极大地提 高了材料 的腐蚀 电位和点蚀 点位 ， 提高了 ｌ 并 耐蚀性 ， 但该工艺对形状复杂的工件进行处理较 为困难 。 高能技术表 面 调 制虽 可 有 效 提高 被 处 理 材料 的耐腐 蚀 性， 但其工 艺造价 昂贵 ， 生产 成本 高 ， 且对 被 处理 试样 的形状
倪 维 良等 ： 合金防腐表 面处 理与涂层技术研究 进展 镁
合 金表 面注 Ｔ 改 性 层 中主 要 分 布 着 Ｔ 、 和 Ｍｇ 素 ， 且 在 表 ｉ ｉ０ 元 而 有 效 的 表 面 处 理 方 法 。Ｌ ｇｃｅｄｒ ｕ ｓｈｉｅ 等 分 别 采 用 高 速 火 焰 喷 涂 （ Ｖ Ｆ 和 电 弧 喷 涂 方 法 在 镁 合 金 表 面 制 备 ＮＣ 、 ｉｒ Ｈ Ｏ ） ｉｒ ＮＣ — Ｃ ： Ａ Ｓ ｒＣ 和 １ｉ 层 ， 能 测试 表 明 ， 些 涂 层 均 可 使 镁 合 金 的 涂 性 这
ｅ ｅｇ ｕ ａｅｍｏｕａ ｏ ｃ ｎｌｇ ，（ ｌｔ ｇ ｒａ ｅ ｔ ｎ ｘｄｔ ｎ ｆｍ ｓｒ ｃ ｅｔ ｅ ｔ ｎ ｒａｉ ｎ ｒｙｓｒ ｃ ｄ ｌ ｉ ｔ ｈ ｏ ｙ ｆ ｔｎ ｅ ｏ ｐａ ｎ ）ｔ ｔ ｎ ａ ｄｏｉａ ｏ ｌ ｕ ａｅｔ ａｍ ｎ ａｄｏｇｎｃ ｉ ｅｍ ｉ ｉ ｆ ｒ
发 展 方 向 。本 文 从 表 面 处 理 与 涂 层技 术 两 大 方 面 阐 述 镁 合 金
防腐 的研 究 进 展 。
面处理后 ， 阻抗值提 高了 ３ ０ｎ・ｍ ， 其 ０ ｃ 耐腐蚀性得 到 了很好
的改善。
１ ２ 离子 注入 ．
离子注入 ， 是将某 种元 素的原子进行 电离 ， 并使其 在 电场 中加 速 ， 其在获得较 高的速 度后射入 固体 材料表 面 ， 以改变这 种材料表面 的物理 、 化学及机械性能 的一种离子束技术。
ａ ｏ ｅ ｔｖ ａ ｉ ｇ ｏ ａ ｎ ｓｕｍ ｌ ｙ ｎｄ Ｐｒ ｔ ｃ ｉ ｅ Ｃｏ ｔｎ ｓ ｆ ｒ Ｍ ｇ ｅ ｉ Ａｌｏ ｓ
Ｎ ｉａ ｇ ，ｈ ｏＸ ｄ ｎ Ｙ ｅ ， ｎ ｉ ａｇ ， ｎ ｉ ｎ ， ｈ ａ ｎ ， ａ ｉ ｉ ｉ Ｗｅ ｉｎ Ｓ ａ ｕ ｏ ｇ ， ｕＦ ｉ Ｗａ ｇＬｕ ｎ Ｗａ ｇＬ ｕ Ｚ ｕＹ ｊ Ｔ ｎＷｅ ｎ ｌ ｆ ｊ ｕ ｍ
镁合金 是工业应用 中最轻 的金属工 程材料 ， 其密 度 （ ．４ １７ ｃ 低， ｍ ） 仅为铝 的 ２ ３ 铁 的 １４， ／、 ／ 比强度 及 比刚度高 ， 有 具
优 良的阻尼减震与 电磁屏 蔽性 能 ， 良好 的 散 热 性 、 电 性 ， 导 加
１ 高 能 技 术 表 面 调 制
表面调制的 目的是 改变 镁合 金表 面层 的成 分 、 相组成 或 结构 ， 在不牺牲镁 合金 的力学 性能 的前提 下使 其表 面 的耐腐
蚀 性 能得 到 提 高 ， 达 到镁 合 金 整 体 耐 腐 蚀 性 提 高 的 目的 。 并
工成型方便 、 易于 回收利用及 符合环保 要求 等诸多优 点 ， 在汽 车、 电子 、 航空 航天 、 国防 等领 域有着 重要 的应用 价值 和 广阔
ｃ ａ ｉｇ ． Ｍ ｏ ｅ ｖ ｒ ｈ ｄ ａ ｔｇ ｓ ｄ ｓ ｄｖ ｎ ａ ｅ ｎｄ ｄ ｖ ｌｐ ｎｇ ｔｅ ｄ ｏ ｈｅ ａ ｏ ｅ ｍ ｅ ｔｏ ｄ ｐ ｏ ｅ ｓ ｓ ｏｔ ｓ ｎ ｒ ｏ ｅ ，ｔ ｅ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ， ｉａ ａ ｔｇ ｓ ａ ｅ ｅ ｏ ｉ ｒ ｎ ｆｔ ｂ ｖ ｎ ｉｎｅ ｒ ｃ ｓ ｅ
陈飞等 利用金属蒸发弧放 电离子源 （ Ｅ Ｖ 在镁合 金 Ｍ Ｖ Ａ）
表 面成 功 注 入 Ｔ 离 子 ， 成 厚 度 约 为 ４０ｎ 的 改 性 涂 层 。镁 ｉ 形 ５ ｍ
作者 简介 ： 维良（９ ４ ） 男 ， 倪 １ ８一 ， 硕士 ， 助理工程师 ， 主要从事特种功能涂料技术的研发。
化 学 转 化 膜 处 理 是 通 过 金 属 表 面 与 一 定 的 介 质 发 生 化 学 反 应 而转 变成 非 金 属 表 面 ， 氧 化 膜 、 膜 等 。 通 过 化 学 转 化 如 盐 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
２ ３ 在 潮湿 、 ． ７Ｖ， 富含 Ｃ Ｓ Ｃ 一 Ｏ 、 Ｏ 、 １ 的环 境 中易 发生 腐 蚀 。
由于镁合金 的加工 工艺及 其组 织状 态所 致 ， 镁合 金 中含有 杂 质元素及合金 元素 ， 其在使用 过程 中易产生 电偶腐蚀 、 力腐 应 蚀或疲 劳腐蚀等 ， 这些缺 陷限制 了镁合 金材料 的广泛 应用 。 因此 ， 镁合金腐蚀 与 防护技 术 的发展 对其 应用前 景有 至 关重 要 的影 响。 目前国 内外都 加强 了对 镁合 金腐 蚀 问题 的研 究 ， 降低镁合金 中重金 属杂质 元 素 的含 量 、 研发 熔炼 高纯 度镁 合 金技术 、 采用各种 先进 的表 面处理 技术 是镁 合金 防腐 重要 的