稀土鎂合金水熱法表面處理的研究.pdf

1、鎂合金具有密度小、比強(qiáng)度高等優(yōu)異性能。稀土鎂合金更是具有優(yōu)良的力學(xué)性能、抗氧化性能以及抗蠕變性能，在航空航天、汽車工業(yè)、電子通訊和軍事工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用前景。但鎂合金的化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，耐腐蝕性能差的缺點(diǎn)又成為制約鎂合金發(fā)展的主要瓶頸，因此對(duì)鎂合金進(jìn)行表面處理以提高其耐腐蝕性能具有重要意義。鎂合金表面處理的方法很多，通常采用的表面處理方法有化學(xué)轉(zhuǎn)化、電鍍或化學(xué)鍍、陽(yáng)極氧化、激光改性等，這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn)?；瘜W(xué)轉(zhuǎn)化法由于具有操作簡(jiǎn)單、成本

2、低等優(yōu)點(diǎn)在鎂合金表面處理中得到廣泛的應(yīng)用。但所有的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理都是在較低溫、常壓下進(jìn)行的，而且所形成的轉(zhuǎn)化膜厚度較薄、附著力較差。在相對(duì)高溫高壓的水熱條件下對(duì)稀土鎂合金表面進(jìn)行表面處理的報(bào)道很少。
　　本文研究了稀土鎂合金水熱法表面處理的新型無(wú)鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化工藝。研究?jī)?nèi)容包括：在以硅酸鹽、鉬酸鹽為主的水溶液中利用水熱法對(duì)Mg-3Nd-Zn-Zr合金和Mg-10Gd-3Y-Zr合金進(jìn)行表面處理，達(dá)到提高鎂合金基體耐腐蝕性能的目的，并討論

3、溶液成分和加熱溫度對(duì)膜層耐蝕性能的影響。對(duì)水熱法制得的膜層進(jìn)行后續(xù)熱處理和封孔處理，討論熱處理和封孔處理后樣品的耐腐蝕性能提高的原因。
　　采用FE-SEM、EDX、XRD和電化學(xué)性能測(cè)試等方法分析評(píng)估所制得膜層的微觀形貌、成分以及耐腐蝕性能。發(fā)現(xiàn)NZ30K合金水熱條件下在硅酸鈉、鉬酸鈉體系中生成的轉(zhuǎn)化膜主要由球形顆粒狀和層片狀的Mg(OH)2相、以及少量MgSiO3化合物組成；適量的CH3COONa能促進(jìn)球形顆粒狀和層片狀Mg(

4、OH)2發(fā)生團(tuán)聚，縮小層片間隙；膜層厚度可以達(dá)到約25μm，與基體結(jié)合牢固，耐腐蝕性得到明顯提高。
　　經(jīng)水熱法表面處理后的GW103K合金表面膜層主要是由層片狀和聚集態(tài)云狀的Mg(OH)2相組成。制得的膜層在3.5 wt.％NaCl水溶液中的開路電位相對(duì)于未處理的GW103K鎂合金基體的開路電位正移了100mV，腐蝕電流密度降低了約一個(gè)數(shù)量級(jí)，且在陽(yáng)極區(qū)出現(xiàn)了明顯的鈍化現(xiàn)象，提高了基體抗點(diǎn)蝕性能，降低了陰極析氫速率；電荷傳遞電阻

5、增大, GW103K鎂合金耐腐蝕性能得到提高。適當(dāng)?shù)臏囟扔欣贛g2+充分?jǐn)U散，促進(jìn)Mg(OH)2膜層的形成，最佳加熱溫度為180℃。
　　GW103K合金水熱法表面處理制得的膜層經(jīng)熱處理后，生成無(wú)孔洞的更加均勻致密的MgO膜層。熱處理后的樣品在3.5wt.%NaCl水溶液中腐蝕電位升高約200mV，腐蝕電流下降約一個(gè)數(shù)量級(jí)，極化電阻由2844.7Ω提高到6407.3Ω，耐腐蝕性能得到提高。而GW103K合金水熱法表面處理制得的膜