鎂合金植酸轉(zhuǎn)化膜結(jié)構(gòu)與耐腐蝕性能研究.pdf

1、化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)是鎂合金防腐蝕的有效方法之一，但是傳統(tǒng)的鉻酸轉(zhuǎn)化處理液中含有有毒的六價(jià)鉻，污染環(huán)境，危害人類健康，人們正致力于無(wú)鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)的開(kāi)發(fā)。本研究以無(wú)毒植酸為主要處理劑，系統(tǒng)研究了工藝條件及多次成膜工藝對(duì) AZ31鎂合金植酸轉(zhuǎn)化膜結(jié)構(gòu)及耐蝕性能的影響，并對(duì)成膜機(jī)理進(jìn)行了探索。同時(shí)對(duì)純鎂和AZ91鎂合金進(jìn)行了植酸轉(zhuǎn)化處理，研究了基體材料對(duì)植酸轉(zhuǎn)化成膜的影響。試驗(yàn)中，以SEM觀察轉(zhuǎn)化膜的表面形貌，EDS、XPS、FTIR分析膜層的成分

2、結(jié)構(gòu)，以極化曲線和EIS評(píng)價(jià)膜層的耐蝕性能。
　　對(duì)AZ31鎂合金進(jìn)行植酸轉(zhuǎn)化處理時(shí)發(fā)現(xiàn)，延長(zhǎng)處理時(shí)間，升高轉(zhuǎn)化溫度、降低處理液的pH值或增大植酸濃度都會(huì)使膜層厚度增大，致密性下降，甚至出現(xiàn)干泥狀開(kāi)裂，合適的參數(shù)組合條件可得到厚度適中，相對(duì)致密的膜層。
　　由EDS和XPS分析，膜層的主要成分為C、O、Mg、P元素，在較長(zhǎng)的時(shí)間、較高的轉(zhuǎn)化溫度、較低的pH值或較高的植酸濃度條件下，膜層組分中會(huì)有Al元素出現(xiàn)。
　　成膜

3、機(jī)理分析表明，轉(zhuǎn)化膜為混合物。成膜初期膜層主要組分為鎂的化合物，包括植酸鎂鹽、MgO和Mg(OH)2；隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，轉(zhuǎn)化膜表層金屬植酸鹽的比例增大，且膜層中出現(xiàn)Al元素，Al以Al-O形式存在。
　　極化曲線測(cè)試和電化學(xué)交流阻抗分析顯示，AZ31鎂合金植酸轉(zhuǎn)化最佳成膜工藝條件為：處理溫度20℃，轉(zhuǎn)化液pH=3，植酸濃度5g/L，處理時(shí)間30min。在最佳工藝條件下制備的試樣在0.9wt％NaCl腐蝕液中出現(xiàn)明顯的鈍化現(xiàn)象，點(diǎn)

4、蝕電位和自腐蝕電位明顯分離，點(diǎn)蝕電位較未處理試樣升高約290mV，腐蝕電位升高約50mV，自腐蝕電流密度下降兩個(gè)數(shù)量級(jí)，極化電阻較未處理試樣提高兩個(gè)數(shù)量級(jí)，耐蝕性能得到顯著提高。
　　對(duì) AZ31鎂合金，多次成膜試樣較單次10min成膜試樣膜層增厚，耐蝕性能提高，但是較同等時(shí)間單次成膜試樣的耐蝕性變差。
　　以純鎂及 AZ91鎂合金為基體進(jìn)行植酸轉(zhuǎn)化試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)本實(shí)驗(yàn)工藝條件下純鎂表面制備的膜層致密性更差，AZ91鎂合金β相的