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几种镁合金的耐腐蚀性及其稀土转化膜的制备

作　者: 李秋月
导　师: 张密林
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 应用化学
关键词: 镁合金 耐腐蚀性 涂层 稀土转化膜
分类号: TG174.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


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。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章 绪论  11-24
  1.1 概述  11
  1.2 镁合金腐蚀的类型  11-12
  1.3 元素对镁合金耐腐蚀性的影响  12-13
  1.4 镁合金的电化学转化膜  13-14
    1.4.1 微弧氧化  13
    1.4.2 阳极氧化  13-14
  1.5 化学转化膜技术  14-21
    1.5.1 稀土转化膜  14-16
    1.5.2 锌系磷化膜  16-17
    1.5.3 钼酸盐转化膜  17-18
    1.5.4 锡酸盐转化膜  18-19
    1.5.5 植酸盐转化膜  19-20
    1.5.6 磷酸盐转化膜  20-21
  1.6 镁合金其他防腐处理方法  21-22
    1.6.1 化学渗  21
    1.6.2 激光处理  21-22
  1.7 镁合金的应用情况  22
  1.8 镁合金腐蚀与涂层研究的主要内容及意义  22-24
第2章 实验部分  24-28
  2.1 实验药品及仪器  24-25
    2.1.1 实验材料  24
    2.1.2 实验药品  24
    2.1.3 仪器设备  24-25
  2.2 预处理工艺  25
  2.3 表面形貌和成分研究  25-26
    2.3.1 金相显微镜  25
    2.3.2 扫描电子显微镜  25-26
    2.3.3 扫描仪  26
  2.4 耐腐蚀性能与结合力测试  26-27
    2.4.1 失重实验  26
    2.4.2 析氢实验  26-27
    2.4.3 盐雾试验  27
    2.4.4 结合力测试  27
    2.4.5 电化学极化曲线的测定  27
  2.5 本章小结  27-28
第3章 镁、AZ31、LAZ532耐腐蚀性的研究  28-35
  3.1 实验材料  28
  3.2 金相分析  28
  3.3 XRD分析  28-29
  3.4 析氢实验结果分析  29-30
  3.5 失重实验结果分析  30-31
  3.6 Mg、AZ31和LAZ532合金的腐蚀后形貌分析  31
  3.7 极化曲线结果分析  31-33
  3.8 纯Mg、AZ31和LAZ532的腐蚀机理  33-34
  3.9 本章小结  34-35
第4章 LAZ532、AZ31稀土表面处理  35-45
  4.1 实验材料及成膜工艺  35
  4.2 表面形貌扫描  35-36
  4.3 能谱分析  36-39
  4.4 析氢实验结果分析  39-40
  4.5 失重实验结果分析  40-41
  4.6 盐雾实验结果分析  41
  4.7 涂层的结合力测试结果分析  41-42
  4.8 稀土转化膜的成膜机理  42-44
  4.9 本章小结  44-45
第5章 AZ31、LAZ532稀土转化膜工艺优化及耐腐蚀性的研究  45-57
  5.1 实验材料及成膜工艺  45
  5.2 AZ31的优化工艺流程  45-46
  5.3 AZ31优化过程和结果  46-48
  5.4 AZ31的基体和稀土涂层表面形貌  48-49
  5.5 AZ31基体及稀土涂层的耐腐蚀性研究  49-51
  5.6 LAZ532优化过程和结果  51-53
  5.7 LAZ532的基体和稀土涂层表面形貌  53-54
  5.8 LAZ532的基体、单稀土涂层及双稀土涂层耐腐蚀性比较  54-56
  5.9 本章小结  56-57
结论  57-59
参考文献  59-65
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  65-66
致谢  66

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属腐蚀与保护、金属表面处理 > 腐蚀的控制与防护 > 金属表面防护技术
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