镁锂合金表面硅烷改性微弧氧化复合膜的制备与耐蚀性研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jonathan
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对镁合金而言,微弧氧化(MAO)是一种高效的表面处理技术,但是Mg-Li合金表面微弧氧化膜层存在微孔与微裂纹,这些缺陷一定程度限制了微弧氧化膜的耐蚀性能。为了填补这些缺陷以获得高耐蚀的微弧氧化复合膜层,本工作通过优化MAO工艺与硅烷化处理工艺,在LA103Z Mg-Li合金表面制备微弧氧化(MAO)/γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)复合膜层。并在此基础上,探究了KH560膜层改性和硅烷化的前处理对MAO/KH560复合膜层的耐腐蚀性能的影响。膜层微观形貌和组成结构使用SEM、EDS、XRD、FTIR进行表征。同时实验采用动电位极化曲线、EIS测试和盐雾试验来表征复合膜层的耐蚀性能,具体结果如下:(1)本实验在Mg-Li合金表面依次制备MAO膜层与还原氧化石墨烯(RGO)改性的KH560膜层。实验结果表明,通过硅烷化处理在MAO膜层表面制备KH560膜层与RGO改性的KH560膜层能够有效地封闭Mg-Li合金表面MAO膜层的微孔与微裂纹,大大抑制了腐蚀介质与Mg-Li合金基体接触的可能性。同时实验结果显示RGO改性使得KH560膜厚显著增大,封孔作用显著提高,同时RGO纳米片使得腐蚀路径由纵向转为横向,延长了腐蚀介质的扩散路径,从而抑制H2O和Cl-等腐蚀介质与基底接触,大大提升了MAO/KH560复合膜的耐腐蚀性能。(2)本工作利用8-羟基喹啉(8-HQ)的碱性溶液对MAO试样浸泡预处理,使得MAO膜层表面原位生长出一层8-羟基喹啉镁(MgQ2)膜层。该膜层由微米级花瓣状团簇构成,这些团簇一定程度上填补了MAO膜层的微孔;同时由于表面羟基的增多以及表面粗糙度的增大,MAO/MgQ2膜层对水解后的KH560分子的吸附作用显著提高,MAO/MgQ2膜层经硅烷化处理后,KH560膜层的成膜厚度显著增厚。因此,8-HQ预处理使得MAO/MgQ2/KH560复合膜层对腐蚀介质的屏蔽作用显著强化。(3)本实验通过向KH560水解液中加入8-HQ,使得MAO试样在硅烷水解液中硅烷化过程与MgQ2膜层的原位生长同时进行,在Mg-Li合金MAO膜层上制备MAO/MgQ2+KH560复合膜层。MAO/MgQ2+KH560复合膜层中MgQ2表现为花瓣状结构,也促使KH560膜层增厚,从而增强复合膜层的防腐蚀性能。
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