AZ91D鎂合金鈦鋯轉(zhuǎn)化膜成膜機制及耐蝕性能研究.pdf

1、鎂合金作為輕金屬材料在航空航天、通信、汽車、電子工業(yè)等領(lǐng)域有廣泛的應用，但其化學性質(zhì)活潑，耐蝕性能差使其在許多領(lǐng)域的應用受到限制。鎂合金表面化學轉(zhuǎn)化膜是一種經(jīng)濟簡單的防腐手段，但是現(xiàn)有的處理方法在鎂合金表面形成的轉(zhuǎn)化膜容易產(chǎn)生裂紋，造成鎂合金耐蝕性能不高，并且處理工藝復雜，操作溫度較高，不利于達到節(jié)能環(huán)保的要求。本文將鈦、鋯元素引入到鎂合金轉(zhuǎn)化膜成膜溶液中，成功制備了鎂合金表面環(huán)境友好、無裂紋、低能耗、耐蝕性能良好的鈦鋯轉(zhuǎn)化膜。

2、　　SEM觀察發(fā)現(xiàn)膜層是由球型顆粒堆積形成，顆粒均勻分布于鎂合金基體表面，采用 SEM、TEM對鈦鋯轉(zhuǎn)化膜的截面形貌、厚度進行觀察發(fā)現(xiàn)鈦鋯轉(zhuǎn)化膜是雙層膜結(jié)構(gòu)，內(nèi)層致密均勻，外層由球狀顆粒堆積而成。通過XPS對主要元素檢測，進行分峰擬合得出構(gòu)成轉(zhuǎn)化膜的主要物質(zhì)是MgF2、TiO2、Zr(HPO4)。分別采用析氫實驗、鹽霧實驗、動電位極化曲線測試來表征鈦鋯轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性能。通過對鈦鋯轉(zhuǎn)化膜成膜過程中開路電位測試，發(fā)現(xiàn)成膜的電化學過程主要分為

3、三個階段。采用SEM對不同階段的形貌進行觀察，鈦鋯轉(zhuǎn)化膜的形成過程是球型顆粒經(jīng)過形核與長大，并最終覆蓋在金屬表面；采用XPS對不同階段膜層的化學組成進行分析，發(fā)現(xiàn)不同階段組成膜層的物質(zhì)相同，由此提出鈦鋯轉(zhuǎn)化膜的形成機制。
　　系統(tǒng)研究了酸洗以及酸洗+堿洗前處理工藝對AZ91D鎂合金無鉻、無裂紋、低能耗鈦鋯轉(zhuǎn)化膜耐蝕性能的影響。研究結(jié)果表明，單獨的酸洗前處理使得 AZ91D鎂合金表面的α相優(yōu)先溶解，合金表面粗糙度增加，不利于鈦鋯轉(zhuǎn)化

4、膜耐蝕性能的增加。合理地利用酸洗+堿洗調(diào)整AZ91D鎂合金表面化學狀態(tài)能夠有效提高鈦鋯化學轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性能。
　　適當?shù)暮筇幚砉に嚹軌蜻M一步提高AZ91D鎂合金無鉻、無裂紋、低能耗鈦鋯轉(zhuǎn)化膜耐蝕性能。選用三種后處理工藝，分別為封閉劑后處理、濕熱后處理以及常溫水泡后處理，研究不同的后處理工藝對轉(zhuǎn)化膜耐蝕性能的影響。分別采用SEM觀察三種后處理工藝微觀形貌，采用鹽霧實驗和動電位極化曲線探究三種不同的后處理工藝對鈦鋯轉(zhuǎn)化膜耐蝕性能的影響