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AZ31镁合金双稀土转化膜的制备及其性能研究

张丽丽  
【摘要】: 本文主要采用硝酸铈和硝酸镧混合溶液对AZ31镁合金进行双稀土转化处理,讨论了成膜温度、成膜时间和添加高锰酸钾等对膜层性能的影响。采用SEM观察膜层表面形貌;采用点滴实验、盐水浸渍实验、Tafel极化法和EIS评价了双稀土转化膜的耐腐蚀性能。讨论浸渍时间对转化膜性能的影响的实验中,点滴实验表明,经过双稀土处理,镁合金的变色时间6 s提高到79 s;盐水浸渍实验显示在3.5%的NaCl溶液中转化膜的腐蚀速率是基体的1/5倍;极化曲线表明,转化膜的腐蚀电位提高了0.313 V,腐蚀电流密度由4.03×10~(-2) mA/cm~2降为2.31×10~(-4) mA/cm~2。SEM测试表明双稀土转化膜的微观形貌呈破裂的干泥状,双稀土转化处理提高了镁合金的耐蚀性,并且随处理时间的增加耐蚀性呈先增加后降低的趋势。 设计均匀实验,通过SEM、Tafel和EIS测试确定了最佳成膜工艺为:成模温度为48.679℃,成膜时间3 min,成膜浓度为0.006 mol·L~(-1),成膜促进剂的量为7.2 mL·L~(-1),转化液中铈和镧物质的量比为0.5,并且对最佳成膜工艺进行验证实验。 采用TiO_2溶胶对双稀土转化膜进行处理,膜的表面形成了新的膜层。SEM表明经TiO_2溶胶处理后双稀土转化膜表面有TiO_2溶胶覆盖在裂纹中,使裂纹减小,未露出内层膜,膜层变得均匀完整。极化曲线和交流阻抗对TiO_2处理后的双稀土转化膜进行电化学测试,表明采用TiO_2处理后试样的腐蚀电位由-1.143 V升高到-0.747 V,腐蚀电流密度降低了两个数量级,并且交流阻抗谱的容抗弧半径增大,极化电阻由1.61 kΩ增大到1.81 kΩ,试样的耐腐蚀性得到了明显的提高。最后通过E-t实验分析了膜的形成机理。


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