AZ81镁合金表面疏水/超疏水涂层制备及耐蚀性能研究

来源 :四川轻化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:serinol
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镁合金具有低密度、高比强度和比刚度,良好的切削加工性能,易于回收利用等优点,被广泛应用于航空航天、轨道交通、3C制品、医疗等方面,但是耐腐蚀性能差这一致命缺点大大限制了其在工业中的应用。疏水/超疏水涂层减少甚至隔绝镁合金与腐蚀介质的接触,可以有效地提高镁合金的耐蚀性能。本文采用了三种方法在AZ81镁合金表面制备疏水/超疏水涂层:刻蚀后低能修饰、水热合成后低能修饰和一步水热合成法。利用XRD、FTIR、SEM等表征疏水/超疏水涂层的相组成和涂层微观结构,测试基体与疏水涂层处理后的疏水角和电化学性能,利用等效电路拟合阻抗谱,研究了疏水涂层制备工艺的参数优化,疏水涂层对镁合金表面疏水性和耐腐蚀性能的提高和提高机理。具体研究内容如下:(1)使用硫酸锌溶液刻蚀构建粗糙表面,再用硬脂酸乙醇溶液(浓度为14 g/L)进行低能修饰(修饰时间为1 h),在镁合金表面制备疏水涂层。探寻了刻蚀时间、刻蚀温度、硫酸锌浓度对疏水表面的影响。研究发现,当刻蚀时间为6 min,刻蚀温度为20℃,硫酸锌浓度为42.5 g/L时,镁合金表面疏水涂层接触角最大,为149.02°;当刻蚀时间为6 min,刻蚀温度为80℃,硫酸锌浓度为42.5 g/L时,疏水涂层耐腐蚀性最好,腐蚀电流密度为4.83×10-7A/cm~2,较基体下降了3个数量级。(2)使用硫酸锌溶液水热合成法构建粗糙表面,再用硬脂酸乙醇溶液(浓度为14 g/L)进行低能修饰(修饰时间为1 h),在镁合金表面制备疏水涂层。探寻了水热时间、水热温度和硫酸锌浓度对疏水表面影响。研究结果表明,在水热时间为1 h,水热温度为80℃,硫酸锌浓度为25.5 g/L的条件下,获得了接触角为151.58°的超疏水涂层;在水热时间为2 h,水热温度为80℃,硫酸锌浓度为17 g/L的条件下,涂层耐腐蚀性能最好,腐蚀电流密度为6.37×10-6 A/cm~2,较基体下降了2个数量级。(3)使用硫酸锌溶液和硬脂酸乙醇溶液,采用一步水热合成法制备疏水涂层。探讨了反应时间和反应温度对AZ81镁合金表面疏水涂层的影响。研究表明,反应时间为7 h,反应温度为150℃时,AZ81镁合金表面疏水涂层的接触角具有最大值155.03°,为超疏水涂层,同时该超疏水涂层具有最好的耐腐蚀性能。腐蚀电流密度为2.86×10-8 A/cm~2,较镁合金基体下降了4个数量级。研究结果表明一步水热合成法对镁合金表面疏水性和耐腐蚀性提高最大。
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