Mg-Li合金表面分子篩膜的組裝及耐蝕性研究.pdf

1、Mg-Li合金因其具有優(yōu)異的性能，受到科技界的廣泛關(guān)注，尤其在航空航天及汽車領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用價(jià)值。由于Mg-Li合金活性強(qiáng)，使它的應(yīng)用環(huán)境受到了很大的限制。因此，Mg-Li合金的表面處理技術(shù)就顯得尤為重要，通過(guò)表面處理，可以提高M(jìn)g-Li合金的耐蝕性能，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。目前比較普遍的方法是在Mg-Li合金表面覆蓋膜層，阻止侵蝕性離子與合金基體的接觸。
　　 本論文通過(guò)硅烷化處理、有機(jī)涂層、稀土轉(zhuǎn)化膜處理、熱壓處理等方法，在Mg-

2、Li合金表面組裝了不同的分子篩膜。利用XRD、SEM、動(dòng)電位極化和電化學(xué)阻抗等手段對(duì)Mg-Li合金表面膜層的微觀結(jié)構(gòu)、形貌、組成、性能及形成機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的研究和討論。
　　 以雙-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物為硅烷偶聯(lián)劑對(duì)Mg-Li合金進(jìn)行了硅烷化處理，考察了Mg-Li合金在處理液中浸漬不同時(shí)間的形貌、組成及耐腐蝕性能。結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)硅烷化處理后，Mg-Li合金的耐蝕性得到了提高。而且浸漬5min時(shí)，硅烷膜成膜完全、均勻

3、，腐蝕電流密度相對(duì)于合金基體降低了兩個(gè)數(shù)量級(jí)。
　　 水熱法合成NaY型分子篩，并用涂覆法在Mg-Li合金表面組裝了NaY/環(huán)氧樹脂復(fù)合膜層，通過(guò)XRD分析，復(fù)合膜層不僅具有NaY型分子篩的特征衍射峰，而且還出現(xiàn)了無(wú)定形組織的非晶峰。通過(guò)SEM可知，在合金表面的復(fù)合膜層中，NaY均勻分散在環(huán)氧樹脂中，形成包裹結(jié)構(gòu)，該膜層的腐蝕電流密度相對(duì)于合金基體下降了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，提高了Mg-Li合金的耐蝕性能。通過(guò)對(duì)NaY/環(huán)氧樹脂防腐機(jī)理的

4、考察可知，NaY型分子篩顆粒分散在環(huán)氧樹脂中，填充了有機(jī)涂層的孔道，而粘稠的樹脂密封了NaY分子篩的多孔結(jié)構(gòu)，這種相互的協(xié)同作用提高了Mg-Li合金的耐蝕性能；采用雙-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物偶聯(lián)劑為粘結(jié)劑，熱壓法在Mg-Li合金表面組裝NaY型分子篩膜，考察不同的熱壓條件對(duì)成膜效果的影響。得出在80℃熱壓15min時(shí)能夠形成均勻的NaY分子篩膜，該膜層與基體有較好的結(jié)合力，且有較好的耐蝕性能。
　　 以正丁胺為模板劑

5、，水熱法合成了具有MFI結(jié)構(gòu)的六邊形ZSM-5分子篩，并以雙-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物偶聯(lián)劑為粘結(jié)劑，熱壓法在Mg-Li合金表面組裝了ZSM-5分子篩膜，討論了ZSM-5分子篩膜與基體的結(jié)合機(jī)理以及其耐蝕性能，該分子篩膜的腐蝕電流密度相對(duì)于基體降低了兩個(gè)數(shù)量級(jí)；以四丙基溴化銨和四丙基氫氧化銨為模板劑，水熱法合成了ZSM-5分子篩，該分子篩呈現(xiàn)出十字交叉的片層結(jié)構(gòu)堆積而成的橢球體形貌。采用熱壓法組裝了ZSM-5分子篩膜，該膜層由

6、橢球體的片層結(jié)構(gòu)、分子篩的三維結(jié)構(gòu)及有機(jī)偶聯(lián)劑的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組成，這種結(jié)構(gòu)有效地提高了Mg-Li合金的耐蝕性能，探討了模板劑的空間位阻效應(yīng)對(duì)耐蝕性能的影響；涂覆法在Mg-Li合金表面合成了ZSM-5/環(huán)氧樹脂復(fù)合膜層?？疾炝苏“?、四丙基氫氧化銨和四丙基溴化銨為模板劑合成的ZSM-5分子篩復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)、形貌及耐蝕性能。模板劑的空間位阻效應(yīng)對(duì)合金的耐蝕性能有很大的影響，模板劑的相對(duì)分子質(zhì)量越小，空間位阻越大，耐蝕能力就越強(qiáng)。
　　 采

7、用微波法在Mg-Li合金表面合成了La的轉(zhuǎn)化膜，通過(guò)分析可知，該膜層主要為L(zhǎng)a的金屬間化合物(Al2La0.15Mg0.85，La2Al24.4O39.6和LiLaO2)，形貌為絮狀的細(xì)絲團(tuán)聚而成，和常溫下合成的轉(zhuǎn)化膜相比，微波法可以在更短的時(shí)間內(nèi)成膜，而且可以使絮狀的細(xì)絲結(jié)構(gòu)更加的細(xì)化、彌散，并最終形成片層結(jié)構(gòu)均勻地排列在Mg-Li合金表面。通過(guò)截面分析可知微波法使膜層更加致密，其腐蝕電流密度相對(duì)于基體降低了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，耐蝕性能得到了

8、提高。
　　 以微波法合成的Ce轉(zhuǎn)化膜為中間過(guò)鍍層，采用雙-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物偶聯(lián)劑為粘結(jié)劑，熱壓法在Mg-Li合金表面組裝ZSM-5分子篩膜。XRD分析可知，在合金表面不僅形成了Ce的金屬間化合物(CeMg12和LiCeO2)，而且出現(xiàn)了分子篩的MFI結(jié)構(gòu)。通過(guò)SEM可以看出表面呈現(xiàn)出六邊形的分子篩結(jié)構(gòu)。通過(guò)截面的SEM圖可以清晰地看到該膜層由兩部分組成，EDS元素分析可知外層為ZSM-5分子篩膜，內(nèi)層為Ce的