鎂合金磷化處理繼仿生生長羥基磷灰石結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、本文采用錳系磷化液體系，在AZ31鎂合金表面成功制備了磷化膜，繼之采用仿生合成法制得鎂合金錳系磷化膜/羥基磷灰石復合涂層。系統(tǒng)地研究了磷化時間、磷化溫度、磷化液pH值、添加劑以及與預(yù)處理工藝對鎂合金表面磷化膜成分、結(jié)構(gòu)及耐蝕性能的影響，以及在不同仿生溶液中所得的羥基磷灰石層的成分與結(jié)構(gòu)。
　　研究表明，通過在磷化基礎(chǔ)液中添加緩蝕劑NaClO3及促進劑Ca(NO3)2，控制磷化膜晶核的初始沉積位置并提高成核率。在主要成分是H3PO4

2、、MnH2PO4、NaClO3的磷化液中得到了致密無裂紋的錳系磷化膜，這種磷化膜提高了鎂合金耐蝕性。磷化膜主要由Mn3(PO4)2和Mn2P2O7組成。
　　通過XRD、XPS、SEM和EDAX技術(shù)對鎂合金磷化膜的生長過程進行了研究。發(fā)現(xiàn)磷酸酸洗預(yù)處理后，AZ31鎂合金中的β相突出表面，成為磷化處理初始階段晶體形核的有利位置，隨磷化處理時間的延長，晶核數(shù)量增加并長大至覆蓋整個樣品表面。在磷化膜初始沉積階段，Mn、P、O三元素均以兩

3、種化學狀態(tài)存在，分別對應(yīng)于Mn3(PO4)2和Mn2P2O7。磷化膜與基體結(jié)合緊密，隨時間延長，磷化膜晶體的逐步長大，先后呈現(xiàn)類花狀晶體、球狀晶體和棒狀晶體。腐蝕實驗表明，在生理鹽水環(huán)境中，磷化膜腐蝕電位比鎂合金基體提高了約130mV。
　　隨著磷化處理溫度的升高，晶體生長速度加快，易出現(xiàn)疏松層，耐腐蝕性隨之變差。磷化液pH值在3.0時得到了高質(zhì)量的磷化膜，pH值在2.4時，鎂合金溶解速度大于成膜速度，成膜不完整，磷化膜難于形成。