镁合金锰系磷酸盐耐蚀性化学转化膜成膜机理论文.doc

蚁肈肇薁薇蚄腿莄蒃螃节蕿螁螃羁莂蚇螂肄薇蚃螁芆莀蕿螀莈芃袈蝿肈蒈螄螈膀芁蚀螇芃蒇薆袇羂芀蒂袆肅蒅螁袅膇芈螇袄荿薃蚂袃聿莆薈袂膁薂蒄袁芄莄螃袁羃薀虿羀肅莃薅罿膈薈蒁羈芀莁袀羇肀膄螆羆膂葿蚂羅芄节薈羅羄蒈蒄羄肆芀螂肃腿蒆蚈肂芁艿薄肁羁蒄薀肀膃芇衿聿芅薂螅聿莈莅蚁肈肇薁薇蚄腿莄蒃螃节蕿螁螃羁莂蚇螂肄薇蚃螁芆莀蕿螀莈芃袈蝿肈蒈螄螈膀芁蚀螇芃蒇薆袇羂芀蒂袆肅蒅螁袅膇芈螇袄荿薃蚂袃聿莆薈袂膁薂蒄袁芄莄螃袁羃薀虿羀肅莃薅罿膈薈蒁羈芀莁袀羇肀膄螆羆膂葿蚂羅芄节薈羅羄蒈蒄羄肆芀螂肃腿蒆蚈肂芁艿薄肁羁蒄薀肀膃芇衿聿芅薂螅聿莈莅蚁肈肇薁薇蚄腿莄蒃螃节蕿螁螃羁莂蚇螂肄薇蚃螁芆莀蕿螀莈芃袈蝿肈蒈螄螈膀芁蚀螇芃蒇薆袇羂芀蒂袆肅蒅螁袅膇芈螇袄荿薃蚂袃聿莆薈袂膁薂蒄袁芄莄螃袁羃薀虿羀肅莃薅罿膈薈蒁羈芀莁袀羇肀膄螆羆膂葿蚂羅芄节薈羅羄蒈蒄羄肆芀螂肃腿蒆蚈肂芁艿薄肁羁蒄薀肀膃芇衿聿芅薂螅聿莈莅蚁肈肇薁薇蚄腿莄蒃螃节蕿螁螃羁莂蚇螂肄薇蚃螁芆莀蕿螀莈芃袈蝿肈蒈螄螈膀芁蚀螇芃蒇薆袇羂芀蒂袆肅蒅螁袅膇芈螇袄荿薃蚂袃聿莆薈袂膁薂蒄袁芄莄螃袁羃薀虿羀肅莃薅罿膈薈蒁羈芀莁袀羇肀膄螆羆膂葿蚂羅芄节薈羅羄蒈蒄羄肆芀螂肃腿蒆蚈肂芁艿薄肁羁 镁合金锰系磷酸盐转化膜的制备及其耐蚀性研究【摘要】 镁合金具有质量轻、比强度高、导电导热性好、可回收利用等优点,被广泛应用在汽车和电子产品等领域,被誉为“二十一世纪的绿色工程材料”。然而,镁合金化学性质活泼,在使用环境中极易遭到腐蚀破坏,耐蚀性差成为制约镁合金应用的主要障碍。本文通过在锰系磷酸盐溶液中加入添加剂,在AM60镁合金和AZ91镁合金表面得到了耐蚀性良好的转化膜。采用电化学方法研究了转化膜在3.5%NaCl中的腐蚀行为,用扫描电镜(SEM)观察转化膜的表面形貌,用电子探针分析技术(EDAX)测试了转化膜层成分及含量,并对转化膜的成膜机理进行探讨。确定了添加剂分别为A和B的条件下(A为氟化物,B为氟化物、有机酸和钙盐的混合物),AM60镁合金上转化膜的最佳成膜条件。电化学测试表明,AM60镁合金锰系磷酸盐转化膜的自腐蚀电位较基础液转化膜提高1.5V左右,腐蚀电流密度减小,表明膜层耐蚀性能优异,可对基体合金起到良好的保护作用。EDAX分析表明,加入添加剂A后形成的转化膜层由O、P和Mn三种元素组成,加入添加剂B后形成的转化膜层由O、P、Mn和Ca四种元素组成。采用电化学方法测量AM60镁合金转化膜成膜过程中电位随时间变化曲线,发现.更多还原【Abstract】 Magnesium alloys have a number of desirable features, including low density, high strength-to-weight ratio, relatively high thermal and electrical conductivity and reclamation property. It was applied widely in automobile industry and electronic products and therefore it was recognized as the green engineering materials in 21st century. However, Magnesium alloy is very active and susceptible to corrosion when exposed in practical application environment. The limited use of magnesium alloys in en.更多还原 【关键词】 镁合金； 锰系磷酸盐； 耐蚀性； 化学转化膜； 成膜机理； 【Key words】 magnesium alloys； manganese phosphate； corrosion resistance； chemical conversion coating； mechanism of film formation； 中文摘要 4-5 Abstract 5-6 目录 7-10 第一章 绪论 10-21 1.1 镁及镁合金简介 10-12 1.1.1 镁及镁合金的特点 10 1.1.2 镁及镁合金的分类 10-11 1.1.3 镁合金的编号 11 1.1.4 镁及镁合金的应用 11-12 1.2 镁合金的腐蚀 12-15 1.2.1 镁合金的腐蚀类型 12-14 1.2.2 镁合金的腐蚀机理 14-15 1.3 镁合金的表面处理 15-19 1.3.1 化学转化膜 15-19 1.3.1.1 铬酸盐转化膜 16-17 1.3.1.2 磷酸盐转化膜 17 1.3.1.3 锡酸盐转化膜 17-18 1.3.1.4 高锰酸盐(锰酸盐)转化膜 18 1.3.1.5 稀土转化膜 18-19 1.3.1.6 植酸转化膜 19 1.4 研究意义及内容 19-21 第二章 实验材料及研究方法 21-24 2.1 实验材料 21 2.2 实验方法 21-22 2.2.1 前处理 21-22 2.2.1.1 除油 21 2.2.1.2 机械打磨 21 2.2.1.3 活化 21-22 2.2.2 化学浸泡成膜工艺的研究方法 22 2.2.3 磷化 22 2.3 性能结构研究 22-24 第三章 AM60镁合金锰系磷酸盐转化膜的制备及耐蚀性研究 24-35 3.1 引言 24 3.2 AM60镁合金在不同浓度氯化钠溶液中腐蚀行为研究 24-27 3.2.1 电化学测试 24-27 3.2.1.1 电位-时间曲线 24-25 3.2.1.2 极化曲线 25-26 3.2.1.3 电化学阻抗谱(EIS) 26-27 3.3 AM60镁合金锰系磷酸盐转化膜的制备 27-31 3.3.1 实验材料 27 3.3.2 转化处理液 27 3.3.3 成膜工艺初选 27-30 3.3.3.1 观察法 27-28 3.3.3.2 电位-时间曲线研究 28-30 3.3.4 磷化 30-31 3.4 AM60镁合金锰系磷酸盐转化膜耐蚀性研究 31-34 3.4.1 极化曲线 31-32 3.4.2 电化学阻抗谱(EIS) 32-34 3.5 小结 34-35 第四章 AM60镁合金锰系磷酸盐转化膜微观结构及成膜机理研究 35-41 4.1 AM60镁合金锰系磷酸盐转化膜的微观结构 35-38 4.1.1 基础液转化膜SEM和EDAX图谱 35-36 4.1.2 转化膜A的SEM和EDAX图谱 36-37 4.1.3 转化膜B的SEM和EDAX图谱 37-38 4.2 AM60镁合金锰系磷酸盐转化膜成膜机理研究 38-40 4.2.1 成膜过程热力学可能性 38 4.2.2 成膜过程电化学行为研究 38-40 4.3 小结 40-41 第五章 AZ91镁合金锰系磷酸盐转化膜的制备及耐蚀性研究 41-52 5.1 引言 41 5.2 AZ91镁合金在不同浓度氯化钠溶液中腐蚀行为研究 41-44 5.2.1 电化学测试 41-44 5.2.1.1 电位-时间曲线 41-42 5.2.1.2 极化曲线 42-43 5.2.1.3 电化学阻抗谱(EIS) 43-44 5.3 AZ91镁合金锰系磷酸盐转化膜的制备 44-47 5.3.1 实验材料 44 5.3.2 转化处理溶液 44 5.3.3 成膜工艺初选 44-47 5.3.3.1 观察法 44-45 5.3.3.2 电位-时间曲线研究 45-47 5.3.4 磷化 47 5.4 AZ91镁合金锰系磷酸盐转化膜耐蚀性研究 47-50 5.4.1 电位-时间曲线 47-48 5.4.2 极化曲线 48-49 5.4.3 电化学阻抗谱(EIS) 49-50 5.5 小结 50-52 第六章 AZ91镁合金复合转化膜的微观结构及成膜机理研究 52-59 6.1 AZ91镁合金锰系磷酸盐转化膜的微观结构 52-54 6.1.1 基础液转化膜SEM和EDAX图谱 52-53 6.1.2 转化膜C的SEM和EDAX图谱 53-54 6.1.3 转化膜D的SEM和EDAX图谱 54 6.2 AZ91镁合金锰系磷酸盐转化膜的成膜机理研究 54-58 6.2.1 转化膜C成膜过程中电位-时间曲线 55 6.2.2 膜层C成膜过程表面形貌随时间的变化 55-58 6.3 小结 58-59 结论 59-60 参考文献 莃荿衿羂膆蚇羈肄莁薃羇膆膄葿羆袆荿莅薃肈膂莁薂膀蒈蚀薁袀芀薆薀羂蒆蒂蕿肅艿莈蕿膇肂蚇蚈袇芇薃蚇罿肀葿蚆膁芅蒄蚅袁膈莀蚄羃莄虿蚃肆膆薅蚃膈莂蒁蚂袇膅莇螁羀莀芃螀肂膃薂蝿袂莈薈螈羄芁蒄螇肆蒇莀螇腿芀蚈螆袈肂薄袅羁芈蒀袄肃肁莆袃螃芆节袂羅聿蚁袁肇莄薇袁膀膇蒃袀衿莃荿衿羂膆蚇羈肄莁薃羇膆膄葿羆袆荿莅薃肈膂莁薂膀蒈蚀薁袀芀薆薀羂蒆蒂蕿肅艿莈蕿膇肂蚇蚈袇芇薃蚇罿肀葿蚆膁芅蒄蚅袁膈莀蚄羃莄虿蚃肆膆薅蚃膈莂蒁蚂袇膅莇螁羀莀芃螀肂膃薂蝿袂莈薈螈羄芁蒄螇肆蒇莀螇腿芀蚈螆袈肂薄袅羁芈蒀袄肃肁莆袃螃芆节袂羅聿蚁袁肇莄薇袁膀膇蒃袀衿莃荿衿羂膆蚇羈肄莁薃羇膆膄葿羆袆荿莅薃肈膂莁薂膀蒈蚀薁袀芀薆薀羂蒆蒂蕿肅艿莈蕿膇肂