镁、铝、钛及其合金PPT演示课件

镁、铝、钛及其合金,1,镁合金表面处理方法,（1）阳极氧化阳极氧化可得到比化学转化膜更好的耐磨损、耐腐蚀和涂料基底涂层，并兼有良好的结合力、电绝缘性和耐热冲击等性能，成为目前镁合金常用的表面处理技术之一。,2,焦磷酸盐体系,磷酸盐体系,六偏磷酸盐体系,铝酸盐体系,硅酸盐和焦磷酸盐复合体系,磷酸盐体系的膜最为平整相对其他体系其孔隙也明显要低，硅酸盐和焦磷酸盐的复合体系膜较平但有明显的细孔。铝酸盐的微观表面呈波浪状。六偏磷酸盐及焦磷酸盐体系表面起伏最大且有深孔存在。,3,（2）化学转化化学转化膜法是指合金与某种特定溶液相接触，发生化学反应，在金属表面形成一层附着力良好的难溶性的化合物膜层，从而保护基体金属材料不受水和其它腐蚀性介质的影响32。其特点是与基材结合良好，膜层薄，结构细腻，拥有特定的孔隙，可以与油漆形成良好的结合。,镁合金表面处理方法,4,镁合金表面处理方法,5,（3）化学镀镍镁合金是制造电子产品壳体的最佳材料，化学镀Ni-P合金拥有镀层性能易调节、可操作性强、覆盖能力好等优点，广泛用作电子工业上镁合金的防护层。但镁合金是高活泼金属，属于难镀基材，其化学镀镍工艺比铁、钢、铝及铝合金等基体的化学镀工艺要复杂和困难得多，需要特别的预处理过程和镀液成分。,镁合金表面处理方法,6,酸洗对硫酸镍体系镁合金化学镀镍的影响,镁合金不同酸洗时间处理后的化学镀层横截面形貌图30秒、1分钟、2分钟、4分钟,镁合金表面处理方法,7,镁合金表面化学镀,浸锌对硫酸镍体系镁合金化学镀镍的影响,以苹果酸为络合剂的浸锌不同时间的镀层截面图,8,（4）有机涂层与镁合金的其他表面处理技术相比，有机涂层保护技术具有品种和颜色多样、适应性广、成本低、工艺简单的优点。目前广泛使用的主要是溶剂型的有机涂料。溶剂型的有机涂料种类繁多，性能各异，可以用来作为底漆、面漆等。粉末型的有机涂层因无溶剂，污染少、厚度均匀及较佳耐蚀性能等特点，近几年来在汽车、电脑壳体等镁合金部件上的应用较受欢迎。有机涂层缺点是一般比较薄(1m)、力学性能较差，如果遇到强腐蚀介质、冲刷、冲击和高温的环境容易发生脱落。所以一般先进行化学转化膜、阳极氧化等前处理，增加涂层的附着力和整体的耐蚀性。,镁合金表面处理方法,9,（5）其他表面处理技术激光处理主要有激光表面热处理和激光表面合金化两种。激光表面热处理又称为激光退火，实际上是一种表面快速凝固处理方式。而激光表面合金化是一种基于激光表面热处理的新技术。离子注入是在高真空状态下，在十至数百KV电压的静电场作用下，经加速的高能离子（Al、Cr、Cu等）以高速冲击要处理的表面而注入样品内部的方法。注入的离子被中和并留在样品固溶体的空位或间隙位置，形成非平衡表面层。,镁合金表面处理方法,10,（5）其他表面处理技术气相沉积即蒸发沉积涂层，类似于镁的蒸馏提纯。有物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)两种。它是利用能使镁合金中的Fe、Mo、Ni等杂质含量大幅度降低，同时涂层可以覆盖基体的各种缺陷，避免形成局部腐蚀电池，从而达到改善其防腐性能的目的。,镁合金表面处理方法,11,镁合金的化学镀,12,1、化学镀概述,化学镀：化学镀镍是用还原剂使溶液中的镍离子还原沉积在具有催化活性的表面上。,Ni2+2eNi,在获得热力学判据证明化学镀镍可行的基础上，人们不断探索化学镀镍的动力学过程，提出各种沉积机理、假说，解释化学镀镍过程中出现的许多现象，希望推动化学镀镍技术的发展和应用。虽然化学镀镍的配方、工艺千差万别，但它们都具备以下几个共同点：沉积Ni的同时伴随着H2析出。镀层中除Ni外，还含有与还原剂有关的P、B或N等元素。还原反应只发生在某些具有催化活性的金属表面上，但一定会在已经沉积的镍层上继续沉积。产生的副产物H促使槽液PH值降低。还原剂的利用率小于100%。,13,镁合金的化学镀,元素周期表中第族元素表面几乎都具有催化活性，如Ni、Co、Fe、Pd、Rh等金属的催化活性表现为是脱氢和氢化作用的催化剂。在这些金属表面上可以直接化学镀镍。有些金属本身虽不具备催化活性，但由于它的电位比镍负，在含Ni2+的溶液中可以发生置换反应构成具有催化作用的表面，使沉积反应能够继续下去，如Zn、Al。对于电位比镍正又不具备催化活性的金属表面，如Cu、Ag、Au、铜合金、不锈钢等，除了可以用先闪镀一层薄薄的镍层的方法外，还可以用“诱发”反应的方法活化，即在镀液中用一活化的铁或镍片接触已清洁活化过的工件表面，瞬间就在工件表面上沉积出镍层，取出镍或铁片后，镍的沉积反应会仍然继续下去。,14,2、化学镀原理,下面简要介绍化学镀NiP合金的机理：在工件表面化学镀镍，以H2PO2-作还原剂在酸性介质中反应式为Ni2+H2PO2-H2OH2PO3-Ni2H+它必然有几个基本步骤：反应物(Ni2+、H2PO2-等)向表面扩散；反应物在催化表面上吸附；在催化表面上发生化学反应；产物(H+、H2、H2PO3-等)从表面层脱附；产物扩散离开表面。,15,2、化学镀原理,化学镀合金有四种沉积机理，即原子氢理论、氢化物传输理论、电化学理论及羟基镍离子配位理论。现简单介绍如下：,16,2、化学镀原理,原子氢理论由G.Gutzeit在前人工作的基础上提出。鉴于Ni的沉积只能在催化活性表面上实现，所以还原剂H2PO2-必须在催化及加热条件下水解放出原子H，或由H2PO2-催化脱氢产生原子H，即H2PO2-H2OH2PO3-HadH+H2PO2-PO2-HadNi2+的还原就是由活性金属表面上吸附的H原子（活泼的初生态原子H）交出电子实现的，Ni2+吸收电子后立即还原成金属沉积在工件表面。Ni2+2HadNi2H+,17,2、化学镀原理,原子氢理论原子理论又进一步对的沉积和H的析出做出解释，次磷酸根被原子H还原出，即H2PO2-HH2OOH-P或发生自身氧化还原反应沉积出，即3H2PO2-H2PO3-H2O2OH-2P,18,2、化学镀原理,2氢化物传输理论早期由P.Hersch提示后又经修正完善。理论认为次磷酸根的行为与硼氢根离子类似，H2PO2分解不放出原子态氢，而是放出还原能力更强的氢化物离子（氢的负离子），H2PO3-只是供体，Ni2+被H-还原。酸性介质中H2PO2-在催化表面上与水反应H2PO2-H2OH2PO3-H+H-在碱性介质中H2PO2-2OH-HPO32-H2OH-Ni2+被H-还原Ni2+2H-（Ni2+2H2e）NiH2,19,2、化学镀原理,2氢化物传输理论对的共析解释如下：2H2PO2-6H-4H2O2P5H28OH-,20,2、化学镀原理,3电化学机理认为Ni2+被H2PO2-还原沉积出Ni的过程是由阳极反应次磷酸根还原剂的氧