AZ91D鎂合金-環(huán)氧富鎂涂層體系制備及其耐蝕性的研究.pdf

1、鎂合金由于其密度小、比強(qiáng)度高及可鑄性好等優(yōu)異的性能在航空、航天和汽車行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用前景。然而鎂合金的耐蝕性較差，極大地限制了其應(yīng)用。本論文將純鎂顆粒加入環(huán)氧樹脂中制得環(huán)氧富鎂涂層來保護(hù)AZ91D鎂合金，并對環(huán)氧富鎂涂層的防護(hù)性能進(jìn)行改善，研究鎂合金各種前處理方式對富鎂涂層耐蝕性的影響。
　　 本文將純鎂顆粒加入環(huán)氧涂層中制得富鎂涂層，研究發(fā)現(xiàn)富鎂涂層可對AZ91D合金起到陰極保護(hù)作用，相比環(huán)氧清漆涂層對AZ91合金的保護(hù)效

2、果明顯改善。并且涂層中的鎂粉腐蝕產(chǎn)物Mg(OH)2可提供一定程度的屏蔽作用。
　　 之后主要采用電化學(xué)方法研究了富鎂涂層中鎂粉含量對涂層保護(hù)性能的影響，富鎂涂層對鎂合金的陰極保護(hù)作用效率以及富鎂涂層中鎂粉顆粒的作用機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn)，富鎂涂層對鎂合金基體的保護(hù)作用可分為三個階段:在第一個階段，富鎂涂層主要為鎂合金提供屏蔽性保護(hù)作用，溶液逐漸向涂層內(nèi)部滲透，鎂粉顆粒逐漸被激活;在第二個階段，鎂粉顆粒為鎂合金基體提供陰極保護(hù)作用，陰極保

3、護(hù)作用時間的長短與活性鎂粉的總量以及鎂粉消耗的速率有關(guān);在第三個階段，鎂粉的腐蝕產(chǎn)物在涂層中析出，在一定程度上改善富鎂涂層的屏蔽性能。富鎂涂層為AZ91D鎂合金提供的陰極保護(hù)并不能完全阻止鎂合金的腐蝕。富鎂涂層只能在一定程度上減緩鎂合金的腐蝕。涂層中鎂粉含量應(yīng)維持在適當(dāng)值，同時具有較長時間的陰極保護(hù)作用和使用壽命。
　　 將三聚磷酸鋁添加到富鎂涂層，研究發(fā)現(xiàn)三聚磷酸鋁可顯著改善涂層對AZ91D鎂合金的防護(hù)性能。三聚磷酸鋁對富鎂涂

4、層的改善作用可分為以下三個方面。首先，三聚磷酸鋁溶液的緩沖性能延長富鎂涂層對AZ91D鎂合金的陰極保護(hù)作用時間;其次，添加三聚磷酸鋁的涂層中鎂粉的腐蝕產(chǎn)物可能由鎂的磷酸鹽及氧化物組成，增強(qiáng)涂層性能的穩(wěn)定性;最后，三聚磷酸鋁可在鎂合金基體表面形成一層由鎂的磷酸鹽及氧化物組成的保護(hù)性膜層，進(jìn)一步增強(qiáng)涂層的防護(hù)性能。
　　 采用硅烷水解液預(yù)處理方式在AZ91D鎂合金表面制備硅烷膜。研究發(fā)現(xiàn)，硅烷膜在鎂合金表面形成了Si-O-Mg的化學(xué)

5、鍵合，硅烷膜內(nèi)部形成Si-O-Si結(jié)構(gòu)，從而使富鎂涂層在AZ91D鎂合金基體上的附著力顯著提高。另外，硅烷膜有效增強(qiáng)了涂層體系的屏蔽性能，從而顯著延長富鎂涂層對AZ91D鎂合金的保護(hù)作用時間。
　　 陽極氧化及微弧氧化處理均可增強(qiáng)富鎂涂層在AZ91D鎂合金表面附著力。本文研究了陽極氧化劑微弧氧化處理對AZ91D鎂合金表面富鎂涂層防護(hù)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)兩種氧化處理均可提高AZ91D鎂合金表面富鎂涂層的耐蝕性，減緩基體腐蝕的發(fā)展。