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镁合金表面溶胶—凝胶涂层的制备与耐蚀性研究

作　者: 贾雪梅
导　师: 柴跃生；孙钢
学　校: 太原科技大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: AZ91D镁合金 溶胶-凝胶(Sol-gel)技术 封孔 耐蚀性
分类号: TG174.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


镁合金是最轻的金属结构材料,被誉为“21世纪绿色工程材料”,在汽车、航空航天以及电子行业中具有广阔的发展前景。但是,镁过低的标准电极电位及疏松多孔的表面氧化膜使其极易在大多数环境介质中被腐蚀,长期以来阻碍了镁及其合金材料的应用。表面处理技术是改善镁合金耐蚀性能的有效手段之一。微弧氧化技术是从传统的阳极氧化技术上发展起来的一种新型的表面处理方法,具有工艺简单且形成的膜层耐磨性和耐蚀性好等优点,是一种很有前途的镁合金表面处理技术。但经研究发现,微弧氧化镁合金表面分布着大量微米级的孔洞,甚至有些孔隙一直延伸到被保护基体的表面,成为腐蚀介质到基体的通道,在一定程度上会降低其抗腐蚀能力。鉴于此,对孔隙进行后续密封处理相当重要。针对微弧氧化镀层多孔的固有缺陷,为了更进一步提高AZ91D镁合金表面微弧氧化防护层的耐蚀性,本文利用溶胶-凝胶技术分别以无机盐Al（NO3）3·9H2O和有机醇盐异丙醇铝(C9H12AlO3)、正硅酸乙酯（TEOS）为前躯体,硝酸为催化剂制备出了体系稳定的铝溶胶、硅溶胶封孔剂,并采用浸渍-提拉工艺在微弧氧化AZ91D镁合金表面制备了具有良好耐蚀性的SiO2溶胶和Al2O3溶胶封孔涂层。主要探讨了原料配比、涂层次数和热处理温度对SiO2膜层性能的影响。结果表明:当R=4,黏度为8mPa/s时,平行涂层两次并在350℃下热处理的涂层最好。采用极化曲线测试、扫描电镜（SEM）和电子衍射光谱（EDS）分析了SiO2溶胶和Al2O3溶胶封孔处理后材料的腐蚀行为、镀膜的表面形貌和化学成分。实验结果表明:利用SiO2、Al2O3溶胶对微弧氧化的AZ91D镁合金进行封孔处理,都能够得到一层表面均匀致密、光亮的涂层;两类膜层都不同程度的提高了镁合金的耐腐蚀性能;Al2O3溶胶膜层不仅大大改善了基体的耐蚀性能,同时也增加了试样表面的显微硬度。

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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 > 金属复层保护
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