電偶合對(duì)鈦合金TC4表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜結(jié)構(gòu)和性能的影響.pdf

1、金屬表面磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜致密、晶粒細(xì)小、性能優(yōu)異，主要用于金屬的腐蝕防護(hù)、涂裝基底等方面。但目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于鈦合金表面磷酸鋅制備的研究較少。本文在常溫浸漬化學(xué)轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了不同偶合材料、不同偶合面積比、不同接觸面積比及時(shí)間對(duì)鈦合金表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的影響，利用X射線衍射儀、熱場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡、劃痕儀及電化學(xué)工作站等技術(shù)手段系統(tǒng)的表征和分析化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的結(jié)構(gòu)、形貌、結(jié)合強(qiáng)度、電化學(xué)性能，并對(duì)電偶合化學(xué)轉(zhuǎn)化機(jī)制進(jìn)行了初步探討。
　　

2、結(jié)果表明未偶合條件下轉(zhuǎn)化，無論時(shí)間長(zhǎng)短，鈦合金TC4表面沒有化學(xué)轉(zhuǎn)化膜形成，利用電偶合后基體表面均生成一層化學(xué)轉(zhuǎn)化膜。轉(zhuǎn)化膜的主要成分是磷酸鋅(Zn3(PO4)2·4H2O)。TC4-MZG(Mg-1.75Zn-0.55Ga鎂合金)偶合體系得到的磷化膜層較致密，晶粒尺寸較小，無裸露基體現(xiàn)象。在所試驗(yàn)范圍內(nèi)，TC4-MZG面積比為1∶1時(shí)，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜晶粒細(xì)小、致密、孔隙率小，其結(jié)合強(qiáng)度、耐腐蝕性能也最好。TC4-MZG偶合體系完全接觸（接

3、觸比為1）時(shí)，轉(zhuǎn)化膜晶粒尺寸明顯減小，結(jié)合力達(dá)到24N。
　　電偶合能夠開啟化學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)，縮短轉(zhuǎn)化時(shí)間，加速成膜速率。轉(zhuǎn)化膜開始轉(zhuǎn)化的時(shí)間約在15 s～30 s之間。延長(zhǎng)轉(zhuǎn)化時(shí)間能夠促進(jìn)晶粒數(shù)量增多和晶粒長(zhǎng)大，但并不是時(shí)間越長(zhǎng)轉(zhuǎn)化效果越好。轉(zhuǎn)化20 min時(shí)，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜均勻，致密，完全覆蓋基體，繼續(xù)增加轉(zhuǎn)化時(shí)間，晶粒處于不斷溶解和二次析出交替進(jìn)行的狀態(tài)。
　　TC4-AZ91D偶合體系對(duì)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜物相、形貌影響明顯。TC4-

4、AZ91D偶合體系形成的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜是由Zn相和Zn3(PO4)2·4H2O相構(gòu)成，且隨著偶合面積比的增大，Zn物相的含量越來越多。膜層由顆粒堆垛而成，這與其他偶合體系到的形貌不同。
　　電偶合在化學(xué)轉(zhuǎn)化中的成膜作用不是一種偶然現(xiàn)象。常溫下利用電偶合在與鈦合金具有類似性質(zhì)的不銹鋼、銅合金表面均能制備出一層均勻致密的轉(zhuǎn)化膜。該轉(zhuǎn)化膜主要是由磷酸鋅(Zn3(PO4)2·4H2O)構(gòu)成。電偶合能夠縮短誘導(dǎo)時(shí)間，促進(jìn)早期沉淀點(diǎn)的形成，制備出