AZ91D鎂合金植酸轉化膜研究.pdf

1、鎂合金具有許多優(yōu)異的性能，如低密度、高比強度、高導熱性等，廣泛地應用于汽車、國防、航空航天等領域。但是，鎂合金耐蝕性很差，這很大程度上制約了其使用。解決此問題的一個有效而又經濟的方法就是對鎂合金進行化學轉化處理。然而，由于化學轉化處理液大都含鉻或其他重金屬，對環(huán)境與人體都有危害，目前已被限制使用。因此，尋找環(huán)境友好型轉化膜就顯得非常迫切。 本文采用具有獨特分子結構及優(yōu)異環(huán)境友好型的植酸作為化學轉化處理液在AZ91D鎂合金表面制備

2、了新型化學轉化膜——植酸轉化膜，且通過正交實驗優(yōu)化了其制備工藝；利用AFM、SEM、TEM、AES、EDS、XPS及FTIR等技術研究了轉化膜的微觀組織形貌、相結構、成分、官能團等，結合電化學測試系統分析了轉化膜的形成過程，提出了其形成機理；借助EIS、SEM等研究了鎂合金表面植酸轉化膜在NaCl溶液浸泡過程中的腐蝕行為，深入分析了轉化膜的保護機制；采用硅烷偶聯劑作為連接體，將鎂合金表面植酸轉化膜與Pa2+實現化學鍵連接并進行了化學鍍鎳

3、，通過XPS、FTIR等對這一過程進行了表征，并對鍍鎳層的形貌、結構、耐蝕性及其機理等進行了研究；通過鹽霧試驗、結合力測試、電化學測試等研究了植酸轉化膜作為前處理膜對AZ91D鎂合金表面涂裝有機涂層性能的影響，并深入分析了其機理。 轉化膜制備工藝研究結果表明：最佳工藝條件是處理液濃度5g/L，成膜溫度20℃，成膜時間15min，pH值8。 轉化膜形成機理研究結果表明：轉化膜的形成是基體的溶解和轉化膜的沉積兩者共同作用的結

4、果；形成過程可以分為快速成膜、穩(wěn)定成膜、轉化膜老化三個階段；轉化膜是由鎂離子及鋁離子與植酸按照不同方式螯合的產物。 轉化膜保護機制研究結果表明：轉化膜在3.5％NaCl溶液中的失效形式主要為脫溶和剝離，失效過程可分為Cl—吸附期、轉化膜溶解期、轉化膜穿透期三個階段。 轉化膜上化學鍍鎳研究結果表明：轉化膜可通過硅烷偶聯劑將Pa2+吸附到合金表面，形成化學鍍鎳的催化活性中心，使得鍍鎳層結構均勻致密、自腐蝕電流明顯降低、自腐蝕

5、電位正移、陽極極化范圍內出現明顯鈍化現象。 轉化膜上制備有機涂層研究結果表明：轉化膜的存在較大程度地改善了涂裝體系的耐蝕性。這是由于轉化膜提高了有機涂層與鎂合金基體的結合性能，增強了涂裝體系的介質屏蔽性能，同時，轉化膜自身具有較好的耐蝕性。 研究證明：植酸轉化膜具有獨特的結構，其本身可以有效地提高鎂合金的耐蝕性，同時可以作為中間層提高鎂合金表面鍍鎳層或有機涂層的耐蝕性，這對鎂合金及其他金屬表面防護設計具有現實的理論指導意