本文關(guān)鍵詞：AZ91D鎂合金鈦鋯轉(zhuǎn)化膜成膜機(jī)制及耐蝕性能研究　出處：《沈陽(yáng)理工大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 鎂合金 鈦鋯轉(zhuǎn)化膜 形成機(jī)制 形貌 耐蝕性

【摘要】：鎂合金作為輕金屬材料在航空航天、通信、汽車、電子工業(yè)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用,但其化學(xué)性質(zhì)活潑,耐蝕性能差使其在許多領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。鎂合金表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜是一種經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單的防腐手段,但是現(xiàn)有的處理方法在鎂合金表面形成的轉(zhuǎn)化膜容易產(chǎn)生裂紋,造成鎂合金耐蝕性能不高,并且處理工藝復(fù)雜,操作溫度較高,不利于達(dá)到節(jié)能環(huán)保的要求。本文將鈦、鋯元素引入到鎂合金轉(zhuǎn)化膜成膜溶液中,成功制備了鎂合金表面環(huán)境友好、無(wú)裂紋、低能耗、耐蝕性能良好的鈦鋯轉(zhuǎn)化膜。SEM觀察發(fā)現(xiàn)膜層是由球型顆粒堆積形成,顆粒均勻分布于鎂合金基體表面,采用SEM、TEM對(duì)鈦鋯轉(zhuǎn)化膜的截面形貌、厚度進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)鈦鋯轉(zhuǎn)化膜是雙層膜結(jié)構(gòu),內(nèi)層致密均勻,外層由球狀顆粒堆積而成。通過(guò)XPS對(duì)主要元素檢測(cè),進(jìn)行分峰擬合得出構(gòu)成轉(zhuǎn)化膜的主要物質(zhì)是MgF2、Ti O2、Zr(HPO4)。分別采用析氫實(shí)驗(yàn)、鹽霧實(shí)驗(yàn)、動(dòng)電位極化曲線測(cè)試來(lái)表征鈦鋯轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性能。通過(guò)對(duì)鈦鋯轉(zhuǎn)化膜成膜過(guò)程中開(kāi)路電位測(cè)試,發(fā)現(xiàn)成膜的電化學(xué)過(guò)程主要分為三個(gè)階段。采用SEM對(duì)不同階段的形貌進(jìn)行觀察,鈦鋯轉(zhuǎn)化膜的形成過(guò)程是球型顆粒經(jīng)過(guò)形核與長(zhǎng)大,并最終覆蓋在金屬表面;采用XPS對(duì)不同階段膜層的化學(xué)組成進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)不同階段組成膜層的物質(zhì)相同,由此提出鈦鋯轉(zhuǎn)化膜的形成機(jī)制。系統(tǒng)研究了酸洗以及酸洗+堿洗前處理工藝對(duì)AZ91D鎂合金無(wú)鉻、無(wú)裂紋、低能耗鈦鋯轉(zhuǎn)化膜耐蝕性能的影響。研究結(jié)果表明,單獨(dú)的酸洗前處理使得AZ91D鎂合金表面的α相優(yōu)先溶解,合金表面粗糙度增加,不利于鈦鋯轉(zhuǎn)化膜耐蝕性能的增加。合理地利用酸洗+堿洗調(diào)整AZ91D鎂合金表面化學(xué)狀態(tài)能夠有效提高鈦鋯化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性能。適當(dāng)?shù)暮筇幚砉に嚹軌蜻M(jìn)一步提高AZ91D鎂合金無(wú)鉻、無(wú)裂紋、低能耗鈦鋯轉(zhuǎn)化膜耐蝕性能。選用三種后處理工藝,分別為封閉劑后處理、濕熱后處理以及常溫水泡后處理,研究不同的后處理工藝對(duì)轉(zhuǎn)化膜耐蝕性能的影響。分別采用SEM觀察三種后處理工藝微觀形貌,采用鹽霧實(shí)驗(yàn)和動(dòng)電位極化曲線探究三種不同的后處理工藝對(duì)鈦鋯轉(zhuǎn)化膜耐蝕性能的影響。
[Abstract]:Magnesium alloys are widely used in aerospace, communication, automobile, electronic industry and other fields as light metal materials, but their chemical properties are lively. Its application in many fields is limited due to its poor corrosion resistance. Chemical conversion film on magnesium alloy surface is an economical and simple anticorrosion method. However, the existing treatment methods on the magnesium alloy surface formed conversion film is prone to crack, resulting in magnesium alloy corrosion resistance is not high, and the treatment process is complex, the operation temperature is high. In this paper, titanium and zirconium elements were introduced into the transformation film solution of magnesium alloy, and the surface of magnesium alloy was prepared successfully with friendly surface environment, no crack and low energy consumption. The Ti-Zr conversion film with good corrosion resistance was observed by SEM. It was found that the film was formed by spherical particles and distributed uniformly on the surface of magnesium alloy substrate. The thickness observation shows that the titanium zirconium conversion film is a double layer membrane structure, the inner layer is dense and uniform, and the outer layer is made of spherical particles. The main elements are detected by XPS. The peak fitting results show that the main component of the conversion film is MgF _ 2O _ 2o _ 2o _ 2Zr _ (HPO _ 4) _ 4. Hydrogen evolution experiments and salt spray experiments are carried out respectively. The corrosion resistance of titanium-zirconium conversion film was characterized by potentiodynamic polarization curves. It was found that the electrochemical process of film formation was mainly divided into three stages. The morphology of different stages was observed by SEM. The formation process of titanium-zirconium conversion film was that the spherical particles were nucleated and grown. And finally covered on the metal surface; The chemical composition of the film in different stages was analyzed by XPS, and it was found that the composition of the film in different stages was the same. The formation mechanism of titanium zirconium conversion film was put forward. The process of pickling and pretreatment of pickling and alkali washing on AZ91D magnesium alloy without chromium and crack was studied systematically. The effect of low energy consumption on corrosion resistance of titanium zirconium conversion film. The results show that the 偽 phase of AZ91D magnesium alloy surface dissolves preferentially and the surface roughness of AZ91D magnesium alloy increases. It is unfavorable to increase the corrosion resistance of titanium-zirconium conversion film. Rational utilization of acid pickling. Adjusting the chemical state of AZ91D magnesium alloy surface by alkali washing can effectively improve the corrosion resistance of titanium zirconium chemical conversion film and the proper post-treatment process can further improve the chromium free of AZ91D magnesium alloy. No crack, low energy consumption titanium zirconium conversion film corrosion resistance. Three kinds of post-treatment processes, respectively, sealant post-treatment, wet-heat post-treatment and room temperature blistering post-treatment. The effects of different post-treatment processes on the corrosion resistance of the conversion film were studied. The micro-morphology of the three post-treatment processes was observed by SEM. Salt spray test and potentiodynamic polarization curves were used to investigate the effect of three different post-treatment processes on the corrosion resistance of Ti-Zr conversion film.
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG178

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本文編號(hào)：1413724