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文檔簡介
1、由于鎂合金具有密度低、比強(qiáng)度高以及比剛度高等優(yōu)點(diǎn)而使其廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、電子等領(lǐng)域。其中,壓鑄型AZ91D鎂合金因價格低廉、機(jī)械性能和加工性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)而得到了最為廣泛的應(yīng)用。通常在堿性介質(zhì)中,鎂可以生成部分Mg(OH)2保護(hù)膜,同時溶液的pH值升高,因此,鎂在pH>11.0的溶液中是穩(wěn)定的。然而,在中性含氯離子的溶液中,氯離子快速攻擊鎂合金基體,導(dǎo)致鎂合金在溶液中的耐蝕性降低,從而制約了鎂合金的應(yīng)用范圍。為了改善鎂合金的耐蝕
2、性,諸如化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、陽極氧化、化學(xué)鍍、氣相沉積等表面工程技術(shù)成為研究的熱點(diǎn)。在這些技術(shù)中,化學(xué)鍍Ni-P沉積技術(shù)因具有優(yōu)良的物理化學(xué)性能和機(jī)械性能(如耐蝕性優(yōu)異、硬度高、具有自潤滑性等)而成為了公認(rèn)的最適合的、經(jīng)濟(jì)型的應(yīng)用技術(shù)?;瘜W(xué)鍍復(fù)合鍍技術(shù)由化學(xué)鍍技術(shù)發(fā)展而來,該技術(shù)是通過在化學(xué)鍍鍍液中引入第二相固體顆粒并使這些固相顆粒和金屬共沉積而進(jìn)一步改善鍍層性能的。然而,復(fù)合鍍鍍層在金屬-陶瓷(第二相顆粒)界面易發(fā)生剝離和脫落,從而影響基體金
3、屬在介質(zhì)中的耐蝕性。為了解決這一問題,近年來在材料科學(xué)領(lǐng)域研究人員提出了功能梯度材料的概念。所謂的功能梯度材料是指通過特殊手段,使金屬與陶瓷的復(fù)合物在組成、結(jié)構(gòu)上能連續(xù)的變化,從而達(dá)到在金屬側(cè)向陶瓷側(cè)過渡的過程中形成一種無界面、物性參數(shù)連續(xù)變化的復(fù)合材料?;谶@一概念,本論文首次在AZ91D鎂合金上通過化學(xué)鍍制備出具有優(yōu)異耐蝕性能的Ni-P/SiC梯度鍍層,詳細(xì)研究考察了所制備的梯度鍍層表面形貌、結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性和耐蝕性,為進(jìn)一步拓展鎂合
4、金的表面處理技術(shù)和應(yīng)用范圍提供可以借鑒的理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。本論文研究工作包括以下四部分內(nèi)容:
(1)絡(luò)合劑是維持鎳離子在鍍液中的相對穩(wěn)定性,獲得高質(zhì)量鎳磷合金鍍層的前提條件和關(guān)鍵因素。本文針對傳統(tǒng)化學(xué)鍍Ni-P配方體系無法滿足鎂合金表面化學(xué)鍍Ni-P工藝要求的現(xiàn)狀,研究出新型含三元復(fù)合絡(luò)合劑的鎂合金表面化學(xué)鍍Ni-P鍍液配方體系。通過正交試驗(yàn)確定了最佳鍍液組分含量和施鍍條件。在此基礎(chǔ)上,考察了三元復(fù)合絡(luò)合劑濃度對鍍層沉積速率、微
5、觀結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性及耐蝕性能的影響。
(2)在鎂合金表面化學(xué)鍍Ni-P合金鍍液基礎(chǔ)上,進(jìn)一步確定出Ni-P-SiC復(fù)合鍍的鍍液組分及施鍍條件。在此基礎(chǔ)上,考察了SiC陶瓷顆粒添加量對復(fù)合鍍層形貌、結(jié)構(gòu)、磷含量以及耐蝕性的影響。
(3)在鎂合金表面化學(xué)鍍Ni-P及Ni-P-SiC復(fù)合鍍研究基礎(chǔ)上,制備出了Ni-P/SiC梯度鍍層,建立了鎂合金表面化學(xué)鍍Ni-P/SiC梯度鍍層動力學(xué)方程。在此基礎(chǔ)上,研究了鎂合金表面Ni-
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