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《哈尔滨工业大学》 2010年
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镁合金稀土转化膜结构与耐腐蚀性能研究

尚庆波  
【摘要】: 本文对AZ31镁合金表面进行了稀土转化处理成膜工艺研究,利用扫描电子显微镜(SEM),X射线光电子能谱仪(XPS)和M273型恒电位仪系统研究了工艺参数对稀土转化膜成分结构、表面形貌以及耐蚀性能的影响规律。针对转化膜的开裂现象,对转化膜进行了控制工艺条件以及多次成膜和钼酸钠后处理方面的探索。 研究表明,镁合金稀土转化膜的最佳成膜温度为40oC,随着稀土盐浓度,氧化剂浓度和转化时间的增加,转化膜厚度增加,但是转化膜表面开裂倾向增大,甚至出现膜层脱落现象。在最佳成膜工艺状态下,镁合金表面能够迅速生长出一层膜厚度为3um左右的致密、均匀的稀土转化膜,转化膜的生长速度大约为50nm/s。 XPS研究表明,AZ31镁合金表面稀土转化膜的成分主要是铈元素、镁元素和氧元素。铈元素主要以正四价的CeO2的形式存在,并含有少量的Ce_2O_3;镁元素主要以MgO的形式存在。在镁合金稀土转化膜的膜层纵向分布上,越靠近基体镁元素含量越高,铈元素含量越低。转化膜内的各元素连续分布。极化曲线测试表明,稀土转化处理显著提高了AZ31镁合金的耐蚀性能。不同转化工艺参数存在着一个最佳值,参数过高或过低都不利于膜层对镁合金基体的保护。研究表明,稀土转化膜的表面结构是决定镁合金腐蚀性能的重要因素,均匀、致密的稀土转化膜表现出较好的耐腐蚀性能,膜层存在开裂和脱落现象时,对镁合金基体的保护作用下降。 多次成膜工艺并没有提高镁合金的耐腐蚀性能。钼酸钠后处理在减小稀土转化膜裂纹宽度的同时,降低了膜层与镁合金基体的结合强度。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG174.44

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