鎂合金表面Ni-P梯度鍍層工藝及耐蝕性研究.pdf

1、鎂合金的耐蝕性差妨礙了鎂合金在各個(gè)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用,復(fù)合涂層技術(shù)是提高其耐蝕性和使用性能的有效途徑。為了提高基體的耐腐蝕性,本文分為兩大部分，第一部分是將錫酸鹽轉(zhuǎn)化和化學(xué)鍍Ni-P梯度鍍層工藝相結(jié)合，在AZ91D鎂合金表面制備了錫酸鹽轉(zhuǎn)化膜-化學(xué)鍍Ni-P梯度鍍層復(fù)合鍍層；第二部分是將錫酸鹽轉(zhuǎn)化和環(huán)氧樹脂/SiO2雜化涂層結(jié)合，在AZ91D鎂合金表面制備了錫酸鹽轉(zhuǎn)化膜-環(huán)氧樹脂/SiO2雜化涂層，最終研究了兩種復(fù)合涂層的制備工藝、組織形

2、貌及耐蝕性能。
　　本文以錫酸鹽為主要成分的鎂合金化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工藝，選用氫氧化鈉、焦磷酸鈉、乙酸鈉為添加劑，在AZ91D鎂合金上成功制備了錫酸鹽轉(zhuǎn)化膜，然后在錫酸鹽轉(zhuǎn)化膜的基礎(chǔ)上制備Ni-P梯度鍍層，通過掃描電鏡、X射線衍射、電化學(xué)交流阻抗譜及電化學(xué)測試等分析方法研究了轉(zhuǎn)化膜-化學(xué)鍍Ni-P梯度鍍層復(fù)合鍍層的微觀組織形貌、成分、物相及化學(xué)鍍Ni-P梯度鍍層的耐蝕機(jī)理；制備復(fù)合涂層后對式樣進(jìn)行檢測。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：

3、　?。?）溶液的PH、錫酸鹽濃度、處理時(shí)間、處理溫度對錫酸鹽轉(zhuǎn)化膜的形成有較大影響。PH為12.5，錫酸鹽濃度為45 g/L,錫酸鹽轉(zhuǎn)化膜時(shí)間為55 min，水浴溫度為65℃，錫酸鹽轉(zhuǎn)化膜具有較好的表面形貌及較高的耐蝕性。掃描電鏡及其附帶的EDS測試顯示錫酸鹽轉(zhuǎn)化膜表面由近似球形的顆粒組成，主要組成元素為Mg、Sn、O，有利于與后續(xù)的化學(xué)鍍Ni-P梯度鍍層結(jié)合。
　?。?）在Ni-P非晶態(tài)合金鍍層的基礎(chǔ)上，利用功能梯度材料的思路，

4、通過改變化學(xué)鍍液中NaH2PO2· H2O的含量，實(shí)現(xiàn)涂層內(nèi)部結(jié)構(gòu)由晶態(tài)、晶態(tài)+非晶態(tài)、晶態(tài)的梯度變化，得到Ni-P梯度鍍層。實(shí)驗(yàn)表明Ni-P梯度鍍層與錫酸鹽轉(zhuǎn)化膜結(jié)合良好，在酸性、中性、堿性溶液中，耐蝕性均強(qiáng)于均質(zhì)化學(xué)鍍鍍層。
　?。?）TEOS在酸性催化劑中快速進(jìn)行，而在堿性催化劑中反應(yīng)速度較慢。FT-IR測試對在HCl、NH3·H2O下制備出SiO2溶膠進(jìn)行性能分析，得出酸性硅溶膠為均相體系，而堿性硅溶膠為顆粒狀的非均相體系

5、。當(dāng)環(huán)氧樹脂E-44與SiO2溶膠的質(zhì)量比為2:3時(shí)，涂層的結(jié)合力、耐蝕性最佳，環(huán)氧樹脂相與無機(jī)相SiO2之間存在化學(xué)鍵及氫鍵作用，這種交聯(lián)結(jié)果提高了涂層的耐蝕性。
　　綜上所述，本論文通過將錫酸鹽轉(zhuǎn)化技術(shù)和化學(xué)鍍Ni-P合金梯度鍍層技術(shù)相結(jié)合、將錫酸鹽轉(zhuǎn)化技術(shù)和環(huán)氧樹脂/SiO2雜化涂層技術(shù)相結(jié)合，成功制備出了錫酸鹽轉(zhuǎn)化膜-化學(xué)鍍Ni-P合金梯度鍍層、錫酸鹽轉(zhuǎn)化膜-環(huán)氧樹脂/SiO2雜化涂層，最終兩種復(fù)合涂層都具有較好的表面形貌