| 题名 | 镁合金表面Zn/Al-Mn镀层的制备与防护性能的研究 |
| 作者 | 张吉阜 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2010 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 王福会 ; 严川伟 |
| 关键词 | 镁合金 电镀 Al-Mn合金 耐蚀性 阳极氧化 |
| 学位专业 | 腐蚀科学与防护 |
| 中文摘要 | "为提高镁合金材料的耐蚀耐磨性，并考虑到常规表面处理方法的不足，本研究工作采用熔盐电镀法在镁合金表面制备结合优良、结构致密、耐蚀耐磨性能优异的Al-Mn合金镀层，以实施对镁合金材料的有效防护。 鉴于熔盐电镀过程因镁的活性溶解带来的合金表面腐蚀及镀层结合力差的问题，首先研究了镁合金熔盐电镀的前处理方法，采用浸蚀-活化-电镀锌的处理方法对镁合金表面进行了预镀锌层处理。在浸蚀-活化处理过程中，镁合金表面膜由Mg(OH)2/Mg(OH)HCO3转变为MgF2+Zn膜层，该膜层在随后的电镀锌过程既有效抑制了镁在镀锌液中的腐蚀溶解又增强了材料表面的电活性，促进锌的电沉积过程，使获得了与镁合金基体结合优异的锌底层。以锌底层作为镁合金熔盐电镀的中间过渡层，可有效防止镁合金在熔盐电解液中的腐蚀溶解，同时为Al及Al-Mn合金的电沉积提供了理想底面，获得的Al及Al-Mn合金镀层均与基体结合优良。 在熔盐电镀过程中，采用SEM、EDXS、XRD等对镀层的形貌、成分与结构等进行表征。结果表明，在氯化物熔体中电沉积Al时，镀层表面容易出现枝晶、孔洞等疏松状沉积物，难形成完整致密镀层。往熔体中添加MnCl2后镀层枝晶得到有效抑制，获得了均匀性、致密性及光亮性均十分理想的Al-Mn合金镀层。XRD表明，随着镀层Mn含量的增加，Al-Mn合金镀层依次表现出了固溶态、固溶+非晶态以及完全非晶态的结构类型。腐蚀测试表明，镁合金电镀Al-Mn合金镀层后，自腐蚀电流密度下降了1～4个数量级，显微硬度提高了7倍以上，其耐蚀性及耐磨性均得到大幅度提高。 针对Al-Mn合金镀层的优异耐蚀性能，采用极化曲线、交流阻抗等电化学测试方法并结合SEM、EDXS、XPS等表征手段，研究了Al-Mn合金镀层在NaCl溶液中的腐蚀行为与防护机制。结果表明，Al-Mn合金镀层在NaCl溶液具有自钝化特性，钝化膜成分主要为AlOOH，为具有低载流子密度的n-型半导体膜。该钝化膜具有致密性好、电导率低、化学稳定性高等特点，能有效阻挡溶液中氯离子的侵蚀，在氯化钠溶液中对镁合金具有长期的防护效果。 最后，采用草酸溶液对Al-Mn合金镀层实施了电化学阳极氧化，在镀层表面制备了完整致密的阳极氧化膜。测试结果表明，阳极氧化膜主要由Al2O3组成，并含有少量MnO2等。氧化膜具有强绝缘特性，其腐蚀速率较Al-Mn合金镀层下降了约3个数量级，较基体镁合金则下降了约6个数量级，可大幅度提高镁合金材料的表面耐蚀性能。" |
| 公开日期 | 2013-04-12 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://210.72.142.130/handle/321006/64201]  |
| 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 | 张吉阜. 镁合金表面Zn/Al-Mn镀层的制备与防护性能的研究[D]. 北京. 中国科学院金属研究所. 2010. |
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