几种镁合金的耐腐蚀性及其稀土转化膜的制备

论文摘要

镁中加入不同元素的种类及含量会形成耐腐蚀性不同的镁合金,本文针对此问题,首先对Mg、AZ31和LAZ532的耐腐蚀性进行了比较研究,利用金相显微镜分析了AZ31和LAZ532的内部组织,金相显微镜观察表明AZ31铸态组织沿晶界分布的β-Mg17Al12相是不连续的,LAZ532铸态组织沿晶界分布的AlLi相也是不连续的,说明β-Mg17Al12相和AlLi相主要起阴极相的电偶腐蚀效应,加速α基体的腐蚀作用,用失重实验、极化曲线测试、析氢实验等分析了Mg、AZ31和LAZ532的耐腐蚀性情况,经极化曲线测试结果：Mg的自腐蚀电流密度低于AZ31,AZ31的自腐蚀电流密度低于LAZ532,结果表明这几种镁合金的耐腐蚀性能顺序为：Mg>AZ31>LAZ532。为提高合金的耐腐蚀性能,在相同的预处理和涂层制备条件下,利用化学转化膜法制备两种镁合金（AZ31、LAZ532）的稀土转化膜,主要采用硝酸铈和高锰酸钾混合溶液、硝酸铈、硝酸镧和高锰酸钾混合溶液分别对AZ31、LAZ532镁合金进行化学转化膜制备,讨论了80℃高温成膜后合金的耐腐蚀性,用失重和盐雾腐蚀法测试了合金的耐腐蚀情况,用析氢测试了合金在24h内的腐蚀速度情况,用SEM、XRD测试了所制备的表面膜的横断面、显微形貌和相组成的差异,SEM测试的稀土转化膜表面上有网状的龟裂纹,类似于“龟裂的土地”,SEM的横断面测试结果只有LAZ532双稀土涂层试样的膜层有很深的裂纹,致使LAZ532双稀土涂层试样14h后的耐腐蚀性较差,结果表明：双稀土涂层的耐腐蚀性高于单稀土涂层的耐腐蚀性,无论是单稀土涂层还是双稀土涂层对基体都起到保护作用；本论文最后还对AZ31、LAZ532的稀土化学转化膜工艺条件进行优化,主要优化条件为：成膜液的浓度、成膜温度和成膜时间。经过优化试验后得出：AZ31的单稀土涂层条件为：20℃、10mim、1g/L KMnO4和2g/L Ce（NO3）3, AZ31的双稀土涂层为条件：20℃、10min 1g/L KMnO4、2g/L Ce（NO3）3和5g/L La（NO3）3; LAZ532的单稀土涂层条件为：20℃、10min、5g/L KMnO4和2g/L Ce（NO3）3, LAZ532的双稀土涂层条件为：20℃、10min、5g/L KMnO4、2g/L Ce（NO3）3和5g/L La（NO3）3;两种镁合金在优化后的条件下的单稀土涂层优于双稀土涂层。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 镁合金腐蚀的类型
• 1.3 元素对镁合金耐腐蚀性的影响
• 1.4 镁合金的电化学转化膜
• 1.4.1 微弧氧化
• 1.4.2 阳极氧化
• 1.5 化学转化膜技术
• 1.5.1 稀土转化膜
• 1.5.2 锌系磷化膜
• 1.5.3 钼酸盐转化膜
• 1.5.4 锡酸盐转化膜
• 1.5.5 植酸盐转化膜
• 1.5.6 磷酸盐转化膜
• 1.6 镁合金其他防腐处理方法
• 1.6.1 化学渗
• 1.6.2 激光处理
• 1.7 镁合金的应用情况
• 1.8 镁合金腐蚀与涂层研究的主要内容及意义
• 第2章 实验部分
• 2.1 实验药品及仪器
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验药品
• 2.1.3 仪器设备
• 2.2 预处理工艺
• 2.3 表面形貌和成分研究
• 2.3.1 金相显微镜
• 2.3.2 扫描电子显微镜
• 2.3.3 扫描仪
• 2.4 耐腐蚀性能与结合力测试
• 2.4.1 失重实验
• 2.4.2 析氢实验
• 2.4.3 盐雾试验
• 2.4.4 结合力测试
• 2.4.5 电化学极化曲线的测定
• 2.5 本章小结
• 第3章 镁、AZ31、LAZ532耐腐蚀性的研究
• 3.1 实验材料
• 3.2 金相分析
• 3.3 XRD分析
• 3.4 析氢实验结果分析
• 3.5 失重实验结果分析
• 3.6 Mg、AZ31和LAZ532合金的腐蚀后形貌分析
• 3.7 极化曲线结果分析
• 3.8 纯Mg、AZ31和LAZ532的腐蚀机理
• 3.9 本章小结
• 第4章 LAZ532、AZ31稀土表面处理
• 4.1 实验材料及成膜工艺
• 4.2 表面形貌扫描
• 4.3 能谱分析
• 4.4 析氢实验结果分析
• 4.5 失重实验结果分析
• 4.6 盐雾实验结果分析
• 4.7 涂层的结合力测试结果分析
• 4.8 稀土转化膜的成膜机理
• 4.9 本章小结
• 第5章 AZ31、LAZ532稀土转化膜工艺优化及耐腐蚀性的研究
• 5.1 实验材料及成膜工艺
• 5.2 AZ31的优化工艺流程
• 5.3 AZ31优化过程和结果
• 5.4 AZ31的基体和稀土涂层表面形貌
• 5.5 AZ31基体及稀土涂层的耐腐蚀性研究
• 5.6 LAZ532优化过程和结果
• 5.7 LAZ532的基体和稀土涂层表面形貌
• 5.8 LAZ532的基体、单稀土涂层及双稀土涂层耐腐蚀性比较
• 5.9 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢