AA2219-T87鋁合金表面稀土鈰轉(zhuǎn)化膜的制備及改性研究.pdf

1、鋁合金由于輕質(zhì)、比強(qiáng)度高,已廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、航空、航天等方面。然而,在使用過(guò)程中,鋁合金中Cu、Fe等元素形成的第二增強(qiáng)相,會(huì)成為形核中心,誘發(fā)點(diǎn)蝕、應(yīng)力腐蝕等,從而損害鋁合金構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性能和使用壽命,嚴(yán)重限制了鋁合金的應(yīng)用。因此,對(duì)鋁合金進(jìn)行一定的表面處理,增強(qiáng)其抗腐蝕性能,已經(jīng)成為近幾年的研究熱點(diǎn)。由于六價(jià)鉻的致癌作用和對(duì)環(huán)境的污染性,傳統(tǒng)的鉻酸鹽轉(zhuǎn)化工藝已經(jīng)被歐洲聯(lián)盟禁止使用。稀土轉(zhuǎn)化膜無(wú)毒、無(wú)污染,成為鋁合金最有希望的腐蝕防護(hù)工

2、藝之一。本文通過(guò)電沉積方法在AA2219-T87鋁合金表面制備稀土鈰轉(zhuǎn)化膜,利用正交試驗(yàn)優(yōu)化了轉(zhuǎn)化膜工藝,同時(shí)采用貴金屬(Pd2+、Ag+)和有機(jī)物(檸檬酸、乙烯基三乙氧基硅烷)對(duì)稀土鈰轉(zhuǎn)化膜進(jìn)行摻雜改性。
　　首先,在AA2219-T87鋁合金表面電沉積稀土鈰轉(zhuǎn)化膜的最優(yōu)成膜工藝參數(shù)為:Ce(NO3)3·6H2O2×10-3M,H3BO30.4g/L,H2O230mL/L,水浴溫度為40℃, pH值3,電鍍時(shí)間為10min。稀土

3、鈰轉(zhuǎn)化膜呈金黃色,由粒徑約為60-70 nm的球形顆粒堆積而成,膜層主要由Ce2O3、CeO2構(gòu)成,表面有微裂紋和貫穿孔存在,能隔離腐蝕介質(zhì),抑制腐蝕過(guò)程的進(jìn)行,為鋁合金提供腐蝕防護(hù)。
　　其次,利用貴金屬(Pd2+、Ag+)對(duì)稀土鈰轉(zhuǎn)化膜進(jìn)行摻雜改性,通過(guò)SEM、XRD、XPS、TEM、電化學(xué)測(cè)試等表征方法對(duì)涂層的表面形貌、物相構(gòu)成以及耐蝕性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:Pd2+、Ag+的摻雜能有效提高膜層致密性和耐蝕性。當(dāng)Pd2+摻

4、雜量為0.4M時(shí),CeCC/Pd涂層最為致密均勻,腐蝕速率比CeCC降低兩個(gè)數(shù)量級(jí);當(dāng)Ag+摻雜量為0.08g/L時(shí),CeCC/Ag涂層存在明顯的鈍化區(qū),鈍化電位范圍為438 mV,腐蝕速率比CeCC降低一個(gè)數(shù)量級(jí)。
　　最后,利用有機(jī)物(檸檬酸、乙烯基三乙氧基硅烷)對(duì)稀土鈰轉(zhuǎn)化膜進(jìn)行摻雜改性,通過(guò) SEM、IR、電化學(xué)技術(shù)等測(cè)試方法對(duì)膜層表面形貌、物相組成以及耐蝕性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:檸檬酸(CA)、乙烯基三乙氧基硅烷(SA