鎂合金表面稀土—植酸復(fù)合轉(zhuǎn)化膜研究.pdf

1、本文首先采用稀土溶液對(duì)AZ31試樣進(jìn)行處理,然后利用植酸溶液進(jìn)行第二步處理,在鎂合金表面制備出稀土-植酸復(fù)合轉(zhuǎn)化膜。系統(tǒng)研究了Ce(NO3)3濃度、植酸濃度、植酸 pH值、稀土處理時(shí)間、植酸處理時(shí)間和轉(zhuǎn)化溫度對(duì)鎂合金表面形貌、成分和耐蝕性能的影響。利用掃描電鏡(SEM)觀察了膜層的微觀形貌,采用能譜儀(EDS)和X射線光電子能譜儀(XPS)分析了轉(zhuǎn)化膜的表面元素組成、含量及化學(xué)態(tài),使用恒電位儀和電化學(xué)交流阻抗譜(EIS)測(cè)定了膜層的耐蝕

2、性能。
　　不同工藝參數(shù)對(duì)復(fù)合轉(zhuǎn)化膜表面形貌的影響不同,適當(dāng)提升Ce(NO3)3和植酸的濃度、延長(zhǎng)處理時(shí)間、降低pH值或升高溫度,能夠使成膜反應(yīng)充分進(jìn)行,有利于得到裂紋細(xì)小、無(wú)脫落的均勻致密的膜層;上述參數(shù)超過(guò)一定范圍時(shí),膜層致密性下降,裂紋擴(kuò)大,并出現(xiàn)不同程度脫落。膜層的形貌不同時(shí)表面元素的含量發(fā)生變化,致密膜層的O、P和Ce等組成元素的含量較高,形貌變差時(shí),幾種元素含量下降,Mg元素的含量升高。
　　EDS和XPS分析顯

3、示,復(fù)合轉(zhuǎn)化膜由C、Mg、O、P和Ce五種元素組成, C元素為植酸中的C(存在部分污染C);O分別以CeO2、植酸中P=O、Mg(OH)2和C-O-P四種形式存在,Mg元素主要以Mg(OH)2的形式存在,MgO和Mg3(PO4)2的含量很少;P元素對(duì)應(yīng)于PO43-和HPO42-。
　　極化曲線測(cè)試和EIS分析顯示,工藝參數(shù)與耐蝕性能之間呈現(xiàn)出拋物線型規(guī)律,隨著處理液濃度、溫度、pH值和轉(zhuǎn)化時(shí)間的增加,試樣的耐蝕性能先提高后降低,但

4、均高于未處理試樣。最佳成膜工藝條件為:Ce(NO3)3濃度10g/L,植酸濃度5g/L,植酸 pH=3,稀土處理時(shí)間5min,植酸處理時(shí)間15min,轉(zhuǎn)化溫度20℃,所制備出試樣的腐蝕電位約為-1318mV,較空白試樣(-1510mV)提高了約192mV,點(diǎn)蝕電位達(dá)到了約-1257mV,自腐蝕電流密度降低兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上，轉(zhuǎn)化膜電阻 Rcf和極化電阻Rp分別為4780Ω?cm2和1816Ω?cm2,比基體高出兩個(gè)數(shù)量級(jí),耐蝕性能得到了明顯