鎂合金稀土轉(zhuǎn)化膜結(jié)構(gòu)與耐腐蝕性能研究.pdf

1、本文對AZ31鎂合金表面進(jìn)行了稀土轉(zhuǎn)化處理成膜工藝研究，利用掃描電子顯微鏡(SEM)，X射線光電子能譜儀(XPS)和M273型恒電位儀系統(tǒng)研究了工藝參數(shù)對稀土轉(zhuǎn)化膜成分結(jié)構(gòu)、表面形貌以及耐蝕性能的影響規(guī)律。針對轉(zhuǎn)化膜的開裂現(xiàn)象，對轉(zhuǎn)化膜進(jìn)行了控制工藝條件以及多次成膜和鉬酸鈉后處理方面的探索。
　　研究表明，鎂合金稀土轉(zhuǎn)化膜的最佳成膜溫度為40℃，隨著稀土鹽濃度，氧化劑濃度和轉(zhuǎn)化時(shí)間的增加，轉(zhuǎn)化膜厚度增加，但是轉(zhuǎn)化膜表面開裂傾向增大

2、，甚至出現(xiàn)膜層脫落現(xiàn)象。在最佳成膜工藝狀態(tài)下，鎂合金表面能夠迅速生長出一層膜厚度為3um左右的致密、均勻的稀土轉(zhuǎn)化膜，轉(zhuǎn)化膜的生長速度大約為50nm/s。
　　XPS研究表明，AZ31鎂合金表面稀土轉(zhuǎn)化膜的成分主要是鈰元素、鎂元素和氧元素。鈰元素主要以正四價(jià)的CeO2的形式存在，并含有少量的Ce2O3；鎂元素主要以MgO的形式存在。在鎂合金稀土轉(zhuǎn)化膜的膜層縱向分布上，越靠近基體鎂元素含量越高，鈰元素含量越低。轉(zhuǎn)化膜內(nèi)的各元素連續(xù)分

3、布。
　　極化曲線測試表明，稀土轉(zhuǎn)化處理顯著提高了AZ31鎂合金的耐蝕性能。不同轉(zhuǎn)化工藝參數(shù)存在著一個(gè)最佳值，參數(shù)過高或過低都不利于膜層對鎂合金基體的保護(hù)。研究表明，稀土轉(zhuǎn)化膜的表面結(jié)構(gòu)是決定鎂合金腐蝕性能的重要因素，均勻、致密的稀土轉(zhuǎn)化膜表現(xiàn)出較好的耐腐蝕性能，膜層存在開裂和脫落現(xiàn)象時(shí)，對鎂合金基體的保護(hù)作用下降。
　　多次成膜工藝并沒有提高鎂合金的耐腐蝕性能。鉬酸鈉后處理在減小稀土轉(zhuǎn)化膜裂紋寬度的同時(shí)，降低了膜層與鎂合金