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镁合金以其独特的优点和丰富的资源,正广泛地应用于汽车工业、航空航天工业和电子通讯等领域。但镁合金的耐蚀性能较差,限制了其进一步的应用。在表面形成化学转化膜是提高镁合金耐腐蚀性能的有效途径之一。本论文采用Tafel极化曲线、电化学阻抗、扫描电子显微镜、X-射线衍射等研究方法,以AZ31B镁合金为对象,研究了在镁合金表面形成稀土/锡酸盐转化膜的耐蚀性能及腐蚀性能的影响规律。
本论文在第二章首先以硝酸铈为主盐成分进行稀土盐转化膜的研究,在AZ31B镁合金表面形成了无毒无污染的铈盐转化膜,并采用极化曲线技术优化了处理了H2O2浓度和处理时间对膜层耐蚀性能的影响,获得了最佳的成膜工艺条件:温度为40℃、处理时间为120min、处理液主盐Ce(NO3)3和H2O2的浓度分别为0.01mol/L和200ml/L。结果表明:优化后的工艺能够在AZ31B镁合金表面获得宏观黄色且致密,微观具有微小裂纹的膜层。工艺优化制备的稀土化学转化膜能够有效提高镁合金的耐蚀性能,腐蚀电流密度有明显的降低。
第三章以锡酸钠为主盐成分进行锡酸盐转化膜的研究,在AZ31B镁合金表面形成了无毒无污染的锡酸盐转化膜,并采用极化曲线技术优化了处理了Na2SnO3浓度、NaOH的浓度和处理时间对膜层耐蚀性能的影响,获得了最佳的成膜工艺条件:温度为90℃、处理时间为60min、处理液中Na2SnO3浓度为0.2mol/L、NaOH浓度为0.15mol/L、Na4P2O79·10H2O浓度为0.1mol/L、CH3COONa·3H2O浓度为0.1mol/L。结果表明:优化后的工艺能够在AZ31B镁合金表面获得白色且致密,微观具有颗粒状的膜层。工艺优化制备的锡酸盐转化膜能够有效提高镁合金的耐蚀性能,腐蚀电流密度降低达到2个数量级别。
第四章在第二章和第三章的基础上用二次浸泡法制得了稀土/锡酸盐转化膜,其成膜的工艺条件为:先在优化后的稀土转化膜处理液中浸泡120min,然后在优化后的锡酸盐转化膜处理液中浸泡60min。采用极化曲线和电化学阻抗对稀土/锡酸盐转化膜的耐蚀性能进行分析,结果表明:稀土/锡酸盐转化膜的的表面呈淡黄色且致密,微观像一层一层的片状物堆积而成,腐蚀电流密度要低于稀土转化膜和锡酸盐转化膜。电化学阻抗谱技术得到的结果与其基本一致。
第五章以硝酸铈和锡酸钠为主盐成分用一次浸泡的方式制得了稀土/锡酸盐复合转化膜,其最佳的成膜工艺条件为:温度为90℃、处理时间为120min、处理液中Ce(NO3)3·6H2O的浓度为0.005mol/L、Na2SnO3的浓度为0.015mol/L、H2O2的浓度为100ml/L。结果表明:优化后的工艺能够在AZ31B镁合金表面获得白色且致密的膜层。工艺优化制备的稀土/锡酸盐转化膜能够有效提高镁合金的耐蚀性能,其耐蚀性能要高于稀土转化膜,而低于锡酸盐转化膜。