鎂合金表面電化學(xué)沉積非金屬薄膜制備及其耐腐蝕性能研究.pdf

1、鎂合金因具有密度低、比強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性好、抗電磁干擾、無(wú)污染易于回收等一系列優(yōu)異的性能而被廣泛地應(yīng)用于汽車，航空航天，電子產(chǎn)品和冶金等領(lǐng)域，被認(rèn)為是21世紀(jì)最具有開(kāi)發(fā)和應(yīng)用潛力的“綠色工程材料”。然而，鎂合金具有較低的電化學(xué)電位，較高的電化學(xué)活性，極易被腐蝕，從而影響其表面形貌和力學(xué)性能，極大地限制了鎂合金的應(yīng)用。采用電化學(xué)沉積技術(shù)在鎂合金表面制備一層金屬鍍層，可以顯著改善鎂合金的耐腐蝕性能。但是，將金屬鍍層用于鎂合金腐蝕防護(hù)的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)

2、題是鍍層中一旦存在或者出現(xiàn)局部缺陷(如孔隙、裂紋等)就很容易與鎂合金基體構(gòu)成腐蝕電偶，從而使鎂合金基體的腐蝕因電偶效應(yīng)而被大大地加速，有可能出現(xiàn)比無(wú)鍍層更嚴(yán)重的腐蝕破壞。本文針對(duì)鎂合金表面電化學(xué)沉積金屬薄膜耐腐蝕性能的不足，開(kāi)展了鎂合金表面電化學(xué)沉積非金屬薄膜及其耐腐蝕性的研究。
　　首先，鎂合金表面電化學(xué)沉積制備Mg(OH)2薄膜及結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化。在Mg(NO3)2水溶液中利用恒電位電化學(xué)沉積模式沉積了Mg(OH)2薄膜。采用掃面

3、電子顯微鏡(SEM)和X射線衍射儀(XRD)分別評(píng)價(jià)了膜層的結(jié)構(gòu)，物相組成。通過(guò)動(dòng)態(tài)極化曲線測(cè)試了氫氧化鎂薄膜的耐腐蝕性能。結(jié)果表明：Mg(OH)2薄膜對(duì)鎂合金具有一定的腐蝕防護(hù)作用，但是Mg(OH)2薄膜表面不均勻，分布有較大的顆粒，并存在少量微孔。為了改善Mg(OH)2薄膜表面結(jié)構(gòu)使其缺陷減少，研究了恒電位脈沖電化學(xué)沉積模式對(duì)Mg(OH)2薄膜結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，恒電位脈沖沉積的Mg(OH)2薄膜比恒電位沉積的Mg(OH)2薄膜表

4、面更致密平整，氣孔數(shù)量明顯減少，高倍掃描電鏡觀察，薄膜更加致密，表現(xiàn)出更好的耐腐蝕性。
　　其次，鎂合金表面電化學(xué)沉積制備Mg(OH)2復(fù)合薄膜及結(jié)構(gòu)性能調(diào)控。利用電化學(xué)沉積方法在Mg(NO3)2水溶液中添加氧化石墨烯(GO)和苯胺單體分別制備Mg(OH)2-GO復(fù)合薄膜和Mg(OH)2-PANI復(fù)合薄膜。采用掃面電子顯微鏡(SEM)，能譜儀(EDS)，X射線衍射儀(XRD)，紅外光譜(FT-IR)和拉曼光譜(Raman)分別評(píng)價(jià)

5、了膜層的結(jié)構(gòu)，元素含量及物相組成。通過(guò)動(dòng)態(tài)極化曲線和電化學(xué)阻抗(EIS)測(cè)試了復(fù)合薄膜的耐腐蝕性能。結(jié)果表明：氧化石墨烯和苯胺單體分別與氫氧化鎂復(fù)合形成Mg(OH)2-GO復(fù)合薄膜和Mg(OH)2-PANI復(fù)合薄膜，顯著地改善鎂合金的耐腐蝕性能。
　　最后，鎂合金表面電化學(xué)沉積制備Zn-Al-LDHs薄膜及其結(jié)構(gòu)性能調(diào)控。在硝酸鋅硝酸鋁水溶液體系中采用電化學(xué)沉積方法制備得到了ZnAl-NO3--LDHs薄膜。用掃面電子顯微鏡(SE