| 题名 | 镁合金电镀锌工艺与机理研究 |
| 作者 | 李卓群 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2007-01-26 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 柯伟 |
| 关键词 | 镁合金 电镀 浸锌 碱性锌酸盐镀锌 WE54镁合金 腐蚀行为 |
| 其他题名 | Study of Zinc Electroplating on Magnesium Alloy |
| 学位专业 | 材料学 |
| 中文摘要 | 镁合金具有密度低、比强度高、易于压铸成型、可回收利用等一系列优点，已经在航空、航天、汽车、电子等行业得到应用。但是由于镁合金的耐腐蚀性差，其在民用工业中大规模应用仍受到限制。电镀锌工艺是一种传统的防护方法，常用于钢铁材料的表面防护，但对于镁合金而言，电镀锌却是一种全新的防护手段。 镁合金化学活泼性非常高，当接触空气时表面会迅速生成一层氧化膜，因此电镀前需要进行特殊的预处理才能得到结合力良好的镀层，预处理的质量与后续镀层的质量密切相关。本文首先深入地研究了镁合金电镀前浸锌法预处理工艺与机理。得到如下结果： 一 将传统浸锌法中浸蚀与活化步骤合二为一，开发出一种绿色环保高效的活化处理液，并通过实验确定出最佳活化时间为15s~30s； 二 系统地研究了活化过程中AZ91D镁合金内α相与β相表面状态的变化。活化过程中，α相与β相上均形成了一定厚度且带有显微裂纹的磷酸盐膜，该磷酸盐膜既可以保护合金不被进一步氧化又可以在浸锌过程中被迅速溶解，比传统的活化方法更高效； 三 深入研究了浸锌过程中AZ91D镁合金表面锌颗粒的生长过程。浸锌过程中锌颗粒的生长可大致分为三个阶段：第一阶段，活化过程中生成的磷酸盐膜迅速溶解同时锌颗粒在合金表面随机形核；第二阶段，锌颗粒在合金中α相与β相相界处以及β相上优先生长，且排列整齐致密；第三阶段，锌颗粒在未被覆盖的α相上继续生长，但生长方式为螺旋式生长，最终形成胞状结构。此外，通过浸锌过程电位时间曲线结合样品表面形貌分析，进一步验证了上述三个阶段。 四 通过实验筛选出了一种适用于镁合金浸锌工艺的表面活性剂，该表面活性剂可以有效地改善浸锌层不均匀的现象。 在研究镁合金电镀锌工艺的过程中，按照以下两条思路分别进行探索：一是从已有的无氰电镀锌溶液体系中筛选出一种适用于镁合金电镀锌的溶液体系，经过适当改进直接将其应用于镁合金电镀锌；二是开发一种专门针对于镁合金电镀锌的溶液体系，并筛选出与之适配的光亮剂与添加剂。 根据以上两条研究思路，一方面，通过大量实验筛选出碱性锌酸盐镀锌工艺，将其成功地应用于AZ91D镁合金表面电镀锌；另一方面，利用正交实验方法结合已有的经验，设计出一种专门针对于镁合金基体的电镀锌溶液体系，并确定出最佳工艺参数。 此外，本论文还对WE54合金腐蚀行为进行了研究。研究过程中，主要对比了WE54合金与AZ91D合金在腐蚀行为方面的差异，发现二者在电化学行为与腐蚀形貌上都存在较大的差别，这种差别主要由两方面原因引起，一方面为合金化学成分上的差别，另一方面则为合金组织结构上的差别。WE54合金中添加了大量的稀土元素，导致合金基体与第二相的化学与电化学活性都相对较高，因此腐蚀WE54合金的腐蚀电位较AZ91D合金的腐蚀电位低约200mV；而WE54合金的腐蚀形貌较平整，长时间腐蚀后仅在晶界处留下沟槽，α相的轮廓保持相对完整；而AZ91D合金的腐蚀则主要向合金内部纵深发展，最终仅留下β相的骨架状结构，从宏观上观察则为蜂窝状。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 67 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/16972]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李卓群. 镁合金电镀锌工艺与机理研究[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2007. |
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