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微弧氧化(MAO)技术是在传统阳极氧化技术的基础上发展而来的新型表面处理技术,在化学氧化、电化学氧化、等离子体氧化的共同作用之下,Al、Mg、Ti等金属通过微弧氧化在其表面原位生成陶瓷膜。微弧氧化陶瓷膜具有结构致密、与基体结合牢固、耐蚀等特点,明显的提高了基材的性能。制作保护膜层的目的是为了将镁合金应用到人们的生产和生活中。因此,对镁合金微弧氧化膜在不同腐蚀介质中的腐蚀行为的研究,就显得尤为重要。 本文以纯镁为研究对象,在已优化的硅酸盐系电解液中,采用微弧氧化(MAO)技术在其表面制备出厚度为26±1μm的微弧氧化陶瓷膜试样。利用电化学测试的方法对比分析纯镁微弧氧化膜在NaCl及重金属盐水溶液中的电化学腐蚀行为,再采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)的方法,分析膜层在重金属盐水溶液中的腐蚀形貌和腐蚀产物,对纯镁微弧氧化膜在含 Cl—、Cu2+和Fe3+的水溶液中的腐蚀行为进行研究。为微弧氧化镁合金应用范围的进一步拓展提供实验和理论依据。 对经微弧氧化处理的纯镁在不同浓度NaCl溶液的电化学腐蚀行为进行研究,结果发现,纯镁微弧氧化膜在NaCl溶液中的腐蚀速度随NaCl浓度的增大而加快,说明膜层在低浓度NaCl溶液中有更好的耐蚀性。在其他工艺参数不变的条件下,采用不同工作电压对纯镁进行微弧氧化处理,制得具有相同膜厚的试样。研究其在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为,结果发现,在随工作电压升高,试样耐蚀性在一定电压范围内下降,但没有太大变化。当电压超过临界值,膜层耐蚀性会急剧下降。因此应当将制备纯镁微弧氧化膜的工作电压保持在一定范围内。 通过对经微弧氧化处理后的纯镁在CuSO4和Fe2(SO4)3水溶液中的腐蚀行为的对比研究,发现因为 Cu2+会水解生成 H+,使得纯镁微弧氧化膜在 CuSO4水溶液中时,膜层中的主要成分 MgO与溶液中的H+发生反应,从而促进 Cu2+水解生成 Cu(OH)2。该物质吸附于膜层的表面,并形成了叶状的层片堆垛覆盖,进而隔绝了腐蚀介质向膜基面方向的进一步扩渗,减缓了膜层的腐蚀速率。将CuSO4加入 NaCl溶液后,减缓了 Cl—对膜层的腐蚀速度,表明纯镁微弧氧化膜在 CuSO4溶液中有良好的耐蚀性。由于Fe3+也会水解生成H+,因为Fe2(SO4)3水溶液中H+浓度远高于 CuSO4溶液,会短时间内破坏 MAO膜层,使 Fe3+直接与纯镁基体反应从而置换出铁单质,铁单质会与纯镁基体构成原电池,加速纯镁基体的腐蚀。