本文關(guān)鍵詞：AZ31鎂合金釹基轉(zhuǎn)化膜制備及性能研究　出處：《重慶大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：鎂合金作為一種工程材料,具有比重輕、比強(qiáng)度高、電磁屏蔽性能好等一系列優(yōu)點(diǎn),在汽車工業(yè)、航空航天和電子產(chǎn)業(yè)中有越來越廣泛的應(yīng)用,被認(rèn)為是21世紀(jì)的“綠色工程材料”。但是鎂及其合金的電化學(xué)活性很高,其較差的耐腐蝕性能嚴(yán)重制約了鎂合金產(chǎn)品的應(yīng)用。有多種方法可以提高鎂合金的耐蝕性能,適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚硎墙?jīng)濟(jì)有效的方法之一。本文對鎂合金進(jìn)行稀土轉(zhuǎn)化處理與溶膠后處理,研究開發(fā)出稀土轉(zhuǎn)化膜與復(fù)合膜。文章以AZ31鎂合金為基體,Nd(NO3)3為主鹽,H2O2為成膜促進(jìn)劑,以點(diǎn)滴實(shí)驗(yàn)和動(dòng)電位極化曲線為評(píng)價(jià)指標(biāo),采用正交實(shí)驗(yàn)法和單因素實(shí)驗(yàn)法得到了最佳的稀土轉(zhuǎn)化成膜工藝為:Nd(NO3)3濃度5 g/L,H2O2濃度5 ml/L,成膜時(shí)間7 min,成膜溫度40 oC。以動(dòng)電位極化曲線為評(píng)價(jià)指標(biāo),經(jīng)過單因素實(shí)驗(yàn)分析,得到了最佳后處理工藝:浸涂次數(shù)3次,干燥溫度60 oC,干燥時(shí)間1 h,燒結(jié)溫度150 oC,燒結(jié)時(shí)間0.5 h。采用SEM分析膜層表面和截面形貌,發(fā)現(xiàn)釹基轉(zhuǎn)化膜層表面存在微裂紋,在整個(gè)膜層內(nèi)部在三種裂紋,分別是內(nèi)裂紋,中間裂紋,外裂紋。鋁溶膠膜層覆蓋在釹基轉(zhuǎn)化膜層上,蓋住了釹基轉(zhuǎn)化膜層的縫隙。采用EDS,XPS與XRD分析膜層的成分,結(jié)果表明釹基轉(zhuǎn)化膜的主要成分是Nd2O3和少量Mg O;Nd-Al復(fù)合膜的主要成分是Nd2O3和Al2O3。開路電位,動(dòng)電位極化曲線和析氫實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明,釹基轉(zhuǎn)化膜與Nd-Al復(fù)合膜可以明顯降低AZ31鎂合金的腐蝕速率。釹基轉(zhuǎn)化膜覆蓋在AZ31基體上,可以有效地阻礙腐蝕介質(zhì)與基體的接觸;Nd-Al復(fù)合膜覆蓋了釹基轉(zhuǎn)化膜的裂紋,更好地隔絕了腐蝕介質(zhì)與基體的接觸。交流阻抗譜結(jié)果表明,AZ31鎂合金,釹基轉(zhuǎn)化膜和Nd-Al復(fù)合膜的腐蝕過程都可以分為三個(gè)階段:腐蝕前期(腐蝕介質(zhì)滲透階段),腐蝕中期(腐蝕的萌生和擴(kuò)展階段),腐蝕后期(腐蝕加劇階段)。
[Abstract]:As a kind of engineering material, magnesium alloy has a series of advantages, such as light specific gravity, high specific strength, good electromagnetic shielding performance and so on. It has been used more and more widely in automobile industry, aerospace industry and electronic industry. It is considered to be a "green engineering material" in 21th century. But magnesium and its alloys have high electrochemical activity. Its poor corrosion resistance seriously restricts the application of magnesium alloy products. There are many ways to improve the corrosion resistance of magnesium alloys. Proper surface treatment is one of the economic and effective methods. In this paper, rare earth conversion film and composite film are developed by rare earth conversion and sol post-treatment. AZ31 magnesium alloy is used as the substrate in this paper. Nd(NO3)3 as main salt H _ 2O _ 2 as film forming accelerator, with drip test and potentiodynamic polarization curve as the evaluation index. The optimum process of rare earth conversion was obtained by orthogonal experiment and single factor experiment. The optimum process was as follows: 5 g / L H _ 2O _ 2 concentration 5 g / L ~ (2 +) H _ 2O _ 2 concentration and 7 min film forming time. The film forming temperature was 40oC. The optimum post-treatment process was obtained by single factor experiment with the potentiodynamic polarization curve as the evaluation index: 3 times of impregnation, 60 OC of drying temperature and 1 h of drying time. The sintering temperature was 150oC and the sintering time was 0.5 h. The surface and cross-section morphology of the film were analyzed by SEM. It was found that there were microcracks on the surface of the neodymium based conversion film, and three kinds of cracks were found in the whole film. The aluminum sol film is covered by the neodymium based conversion film and covers the gap of the neodymium base conversion film. The composition of the film is analyzed by EDS-XPS and XRD. The results show that the main components of neodymium based conversion film are Nd2O3 and a small amount of MgO. The main components of Nd-Al composite membrane are Nd2O3 and Al _ 2O _ 3. The open-circuit potential, potentiodynamic polarization curve and hydrogen evolution experiment indicate that the composite membrane is composed of Nd2O3 and Al _ 2O _ 3. Neodymium based conversion film and Nd-Al composite film can obviously reduce the corrosion rate of AZ31 magnesium alloy. Neodymium based conversion film can effectively block the contact between the corrosion medium and the substrate by covering on the AZ31 substrate. The Nd-Al composite film covers the cracks of the neodymium based conversion film, and better insulates the contact between the corrosion medium and the substrate. The results of AC impedance spectroscopy show that the AZ31 magnesium alloy. The corrosion process of neodymium based conversion film and Nd-Al composite film can be divided into three stages: the early stage of corrosion (permeation stage of corrosion medium) and the middle stage of corrosion (initiation and expansion stage of corrosion). Late stage of corrosion.
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB383.2

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本文編號(hào)：1397497