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AZ63镁合金表面稀土转化膜的研究

作　者: 王宁宁
导　师: 陈昌国
学　校: 重庆大学
专　业: 化学
关键词: 镁合金 稀土转化膜 耐蚀性能
分类号: TG178
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


镁的化学性质活泼，标准电极电位很负（-2.36V SHE），理论比容量大（2205mA!h/g），从电位和理论容量来看，镁是较好的负极材料。镁及几乎镁的所有化合物无毒或低毒，对环境友好。可见，镁及镁合金可以成为电池生产中理想的材料。由于镁合金自腐蚀电位低，具有较高的化学活性，能与许多介质发生反应，表面极易腐蚀形成氧化镁，耐蚀性较差，成为制约镁合金应用的关键瓶颈之一。稀土化学转化膜处理可以有效改善镁合金耐蚀性，工艺简单，操作方便，是一种环境友好型处理方法。目前多采用铈、镧盐处理形成铈镧转化膜。本文对AZ63镁合金表面进行铈镧硝酸盐处理，采用电子扫描显微镜（SEM），X射线能谱（EDS），Tafel极化曲线（LSV），循环伏安（CV）和电化学阻抗谱法（EIS）研究了在3%氯化钠溶液中铈镧转化膜对镁合金的耐蚀性能。研究结果表明，铈镧转化处理对AZ63镁合金的耐蚀性有明显改善。硝酸镧浓度为0.06mol/L时，其自腐蚀电流最小，缓蚀率达到94.76%。对比三种成膜溶液对镁合金耐蚀性能的影响，依次为20mmol/L Ce（NO3）3+60mmol/L La（NO3）3>60mmol/L La（NO3）3>20mmol/L Ce（NO3）3，铈和镧的复合转化膜比单一稀土膜的表面更加均匀致密，耐蚀性能更好。随着成膜时间的延长，镁合金表面膜裂纹逐渐被修复，表面变得更加致密平整，镁合金腐蚀电位逐渐增大，自腐蚀电流先增后减，30min时双稀土转化膜在NaCl溶液中的耐蚀性最强。由于转化膜裂缝中Ce3+和La3+的存在，延长时效时间有助于铈和镧的进一步氧化，使得表面膜更加致密，耐蚀性增强，时效48h耐蚀效果最好。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 绪论  8-21
  1.1 镁合金的性能及应用  8-11
    1.1.1 镁合金的性能  8-10
    1.1.2 镁合金的应用  10-11
  1.2 镁合金腐蚀行为  11-15
    1.2.1 镁合金的腐蚀类型  11-14
    1.2.2 镁合金腐蚀机理  14-15
  1.3 镁合金的防护  15-18
    1.3.1 无机盐类  15-17
    1.3.2 有机类  17-18
    1.3.3 有机-无机复配类  18
  1.4 稀土转化膜在金属表面处理中的应用  18-19
    1.4.1 金属表面稀土钝化处理  18-19
    1.4.2 稀土转化膜成膜机制及耐蚀机理  19
  1.5 本课题研究的目的及内容  19-21
    1.5.1 本课题的研究目的  19-20
    1.5.2 本课题的研究内容  20-21
2 实验部分  21-26
  2.1 实验器材  21-22
    2.1.1 实验药品  21
    2.1.2 实验仪器  21-22
  2.2 三电极体系  22
    2.2.1 工作电极  22
    2.2.2 参比电极  22
    2.2.3 辅助电极  22
  2.3 实验方法  22-26
    2.3.1 表面形貌观察  22
    2.3.2 电化学测试方法  22-26
3 结果与讨论  26-45
  3.1 AZ63 镁合金基体成分分析  26
  3.2 硝酸镧浓度的影响  26-29
    3.2.1 Tafel 极化曲线  26-27
    3.2.2 电化学阻抗谱  27-29
  3.3 成膜溶液的影响  29-32
    3.3.1 Tafel 极化曲线  29-30
    3.3.2 电化学阻抗谱  30
    3.3.3 表面形貌观察  30-32
  3.4 成膜时间的影响  32-36
    3.4.1 Tafel 极化曲线  32-34
    3.4.2 电化学阻抗谱  34-35
    3.4.3 表面形貌观察  35-36
  3.5 时效时间的影响  36-39
    3.5.1 Tafel 极化曲线  36
    3.5.2 电化学阻抗谱  36-39
  3.6 AZ63 镁合金表面膜孔蚀研究  39-45
    3.6.1 硝酸镧浓度对 AZ63 镁合金表面膜孔蚀的影响  39-40
    3.6.2 时效时间对表面膜孔蚀的影响  40-42
    3.6.3 诱发电流密度影响  42-45
4 结论与展望  45-47
  4.1 结论  45
  4.2 展望  45-47
致谢  47-48
参考文献  48-53
附录  53
  作者在攻读学位期间发布的论文目录  53

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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 > 各种金属及合金的腐蚀、防腐与表面处理
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