鎂合金表面水滑石及氫氧化鎂改性膜的制備及耐蝕性研究
發(fā)布時間:2021-08-21 15:08
鎂合金由于密度小、比強度高、良好的加工性能而被廣泛應用于汽車、航空航天、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域,然而其過快的腐蝕速率限制了進一步應用。為了提高鎂合金的耐蝕性能,鎂合金在應用以前一般要進行表面處理。為了提高鎂合金耐蝕性,本文制備了兩種復合涂層:(1)利用水熱法在AZ31鎂合金表面制備氫氧化鎂涂層,然后通過浸泡法得到不同濃度硅烷/鈰鹽改性氫氧化鎂的復合涂層;(2)利用水熱法在AZ31鎂合金表面制備氫氧化鎂涂層,然后浸泡到不同濃度的十二硫醇溶液中得到改性的復合涂層。此外,本文還探究了釩酸根水滑石作為緩蝕劑對鎂合金的緩蝕作用。采用X射線衍射儀(XRD)、傅立葉紅外儀(FT-IR)、拉曼光譜儀(Raman)、場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)、接觸角測試儀(CA)、X射線光電子能譜儀(XPS)來表征樣品表面的微觀形貌、結(jié)構(gòu)和元素成分;通過電化學測試、析氫試驗以及浸泡試驗表征樣品的耐蝕性能及腐蝕行為。實驗結(jié)果表明,水熱法制備的氫氧化鎂涂層結(jié)構(gòu)致密,有效地提高了 AZ31基體在3.5 wt.%NaCl溶液中的耐蝕性。硅烷/鈰鹽改性后的氫氧化鎂復合涂層具有疏水性能,當硝酸鈰的添加量為10-3 M(mol/L...
【文章來源】:山東科技大學山東省
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖3.1?AZ31鎂合金基體,氫氧化鎂涂層以及硅烷/鋪鹽改性涂層樣品的XRD圖??Fig?3.1?XRD?patterns:?(a)?AZ31?substrate,?(b)?Mg(OH)2?coating,?(c)?Mg(OH)2/PMTMS?coating,??
山東科技大學工程碩士學位論文?硅烷/鈰鹽改性氫氧化鎂涂層的制備及耐蝕性研究??圖3.1為AZ31鎂合金基體,氫氧化鎂涂層以及硅烷/铞鹽改性涂層樣品的??XRD圖。圖3.1a顯示了鎂合金典型的a-Mg相,圖3.1b揭示了氫氧化鎂的特征??峰,證明了水熱法成功制備氫氧化鎂涂層。加入PMTMS后得到的XRD衍射峰??峰位與圖3.1b—致,但所有峰的衍射強度均降低(圖3.1c)。究其原因,可能是??較厚的非晶態(tài)的硅烷涂層阻礙了?X射線的穿透。此外,值得注意的是,圖3.1d-??f的結(jié)果說明,當硅烷溶液中加入硝酸鈰后,XRD也沒有明顯的變化,可能是??由于硝酸鈰的濃度太低。??3.2.2微觀形貌及表面潤濕性分析??^?SKEW!?^?^??I??圖3.2氫氧化鎂涂層以及硅烷/鈰鹽改性涂層樣品的SEM圖譜和接觸角??Fig.?3.2?SEM?morphologies?and?contact?angles?(inset)?of?(a)?Mg(0H)2?coating,?(b)??Mg(OH)2/PMTMS?coating,?(c)?Mg(OH)2/PMTMS/Ce〇2'?coating,?(d)?Mg(OH)2/PMTMS/Ce〇22??coating?and?(e)?Mg(OH)2/PMTMS/Ce〇23?coating??氫氧化鎂涂層以及硅院/鈰鹽改性涂層樣品的微觀形貌和接觸角如圖3.2所??示
?硅焼/鈰鹽改性氫氧化鎂涂層的制備及耐蝕性研究??發(fā)生了不同的變化。當硝酸鈰的濃度不大于1(T3M時,微裂紋逐漸消失,部分??團聚物凸起(圖3.2d-e)。而硝酸鈰添加量超過1(T3M時,團聚物變大,部分微??裂紋又重新出現(xiàn)(圖3.2f),這是由于硅烷鏈的水解和Si-OH的形成,該現(xiàn)象已??被一些研宄證明[%62]。??表3.1氫氧化鎂涂層以及硅院/鋪鹽改性涂層樣品的成分分析??Table?3.1?Elemental?compositions?for?the?Mg(0H)2?coating,?Mg(OH)2/PMTMS?coating,??Mg(OH)2/PMTMS/Ce〇21?coating,?Mg(OH)2/PMTMS/Ce〇22?coating?and??Mg(OH)2/PMTMS/Ce〇23coating?in?at.?%??Point?C?0?Mg?A1?Si?Ce??Point?1?-?8.95?89.52?1.53?-?-??Point?2?-?65.94?33.67?0.39?-?-??Point?3?15.35?43.43?35.78?0.52?4.91?-??Point?4?15.14?43.86?36.55?0.61?3.80?0.04??Point?5?15.66?48.87?29.69?0.34?5.03?0.41??Point?6?36.35?36.26?10.25?0.40?15.55?1.18??涂層的表面潤濕性能由接觸角大小表示。測量時
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Corrosion resistance of a superhydrophobic micro-arc oxidation coating on Mg-4Li-1Ca alloy[J]. Lan-Yue Cui,Han-Peng Liu,Wen-Le Zhang,Zhuang-Zhuang Han,Mei-Xu Deng,Rong-Chang Zeng,Shuo-Qi Li,Zhen-Lin Wang. Journal of Materials Science & Technology. 2017(11)
[2]鎂合金表面處理技術(shù)的研究進展[J]. 劉妍,楊富巍,張昭,左國防,朱元成,郭峰,白曉華,樊娟. 腐蝕科學與防護技術(shù). 2013(06)
[3]硅烷化處理在鎂合金表面防腐中的應用[J]. 喬麗英,何聰,談安強,況新亮,高家誠. 功能材料. 2013(09)
[4]鎂合金的腐蝕與防護研究進展[J]. 王福會,杜克勤,張偉. 中國材料進展. 2011(02)
[5]鎂合金表面常規(guī)處理與硅烷化處理技術(shù)[J]. 方欣欣,曹岳斌,梁偉,李清,萬紅,曹獻龍. 重慶科技學院學報(自然科學版). 2010(02)
[6]鎂合金表面草酸鹽化學轉(zhuǎn)化膜的性能研究[J]. 蔣永鋒,周海濤,曾蘇民. 電鍍與涂飾. 2009(11)
[7]鎂合金表面化學轉(zhuǎn)化膜的研究進展[J]. 曾榮昌,蘭自棟,陳君,莫鮮花,韓恩厚. 中國有色金屬學報. 2009(03)
[8]鎂及鎂合金的應用與研究[J]. 姚素娟,張英,褚丙武,梁冬梅. 世界有色金屬. 2005(01)
[9]鎂合金的腐蝕行為與表面防護方法[J]. 周婉秋,單大勇,曾榮昌,韓恩厚,柯偉. 材料保護. 2002(07)
[10]鎂及鎂合金腐蝕最新研究進展[J]. 黃光勝,范永革,湯愛濤,汪凌云. 材料導報. 2002(04)
本文編號:3355833
【文章來源】:山東科技大學山東省
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖3.1?AZ31鎂合金基體,氫氧化鎂涂層以及硅烷/鋪鹽改性涂層樣品的XRD圖??Fig?3.1?XRD?patterns:?(a)?AZ31?substrate,?(b)?Mg(OH)2?coating,?(c)?Mg(OH)2/PMTMS?coating,??
山東科技大學工程碩士學位論文?硅烷/鈰鹽改性氫氧化鎂涂層的制備及耐蝕性研究??圖3.1為AZ31鎂合金基體,氫氧化鎂涂層以及硅烷/铞鹽改性涂層樣品的??XRD圖。圖3.1a顯示了鎂合金典型的a-Mg相,圖3.1b揭示了氫氧化鎂的特征??峰,證明了水熱法成功制備氫氧化鎂涂層。加入PMTMS后得到的XRD衍射峰??峰位與圖3.1b—致,但所有峰的衍射強度均降低(圖3.1c)。究其原因,可能是??較厚的非晶態(tài)的硅烷涂層阻礙了?X射線的穿透。此外,值得注意的是,圖3.1d-??f的結(jié)果說明,當硅烷溶液中加入硝酸鈰后,XRD也沒有明顯的變化,可能是??由于硝酸鈰的濃度太低。??3.2.2微觀形貌及表面潤濕性分析??^?SKEW!?^?^??I??圖3.2氫氧化鎂涂層以及硅烷/鈰鹽改性涂層樣品的SEM圖譜和接觸角??Fig.?3.2?SEM?morphologies?and?contact?angles?(inset)?of?(a)?Mg(0H)2?coating,?(b)??Mg(OH)2/PMTMS?coating,?(c)?Mg(OH)2/PMTMS/Ce〇2'?coating,?(d)?Mg(OH)2/PMTMS/Ce〇22??coating?and?(e)?Mg(OH)2/PMTMS/Ce〇23?coating??氫氧化鎂涂層以及硅院/鈰鹽改性涂層樣品的微觀形貌和接觸角如圖3.2所??示
?硅焼/鈰鹽改性氫氧化鎂涂層的制備及耐蝕性研究??發(fā)生了不同的變化。當硝酸鈰的濃度不大于1(T3M時,微裂紋逐漸消失,部分??團聚物凸起(圖3.2d-e)。而硝酸鈰添加量超過1(T3M時,團聚物變大,部分微??裂紋又重新出現(xiàn)(圖3.2f),這是由于硅烷鏈的水解和Si-OH的形成,該現(xiàn)象已??被一些研宄證明[%62]。??表3.1氫氧化鎂涂層以及硅院/鋪鹽改性涂層樣品的成分分析??Table?3.1?Elemental?compositions?for?the?Mg(0H)2?coating,?Mg(OH)2/PMTMS?coating,??Mg(OH)2/PMTMS/Ce〇21?coating,?Mg(OH)2/PMTMS/Ce〇22?coating?and??Mg(OH)2/PMTMS/Ce〇23coating?in?at.?%??Point?C?0?Mg?A1?Si?Ce??Point?1?-?8.95?89.52?1.53?-?-??Point?2?-?65.94?33.67?0.39?-?-??Point?3?15.35?43.43?35.78?0.52?4.91?-??Point?4?15.14?43.86?36.55?0.61?3.80?0.04??Point?5?15.66?48.87?29.69?0.34?5.03?0.41??Point?6?36.35?36.26?10.25?0.40?15.55?1.18??涂層的表面潤濕性能由接觸角大小表示。測量時
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Corrosion resistance of a superhydrophobic micro-arc oxidation coating on Mg-4Li-1Ca alloy[J]. Lan-Yue Cui,Han-Peng Liu,Wen-Le Zhang,Zhuang-Zhuang Han,Mei-Xu Deng,Rong-Chang Zeng,Shuo-Qi Li,Zhen-Lin Wang. Journal of Materials Science & Technology. 2017(11)
[2]鎂合金表面處理技術(shù)的研究進展[J]. 劉妍,楊富巍,張昭,左國防,朱元成,郭峰,白曉華,樊娟. 腐蝕科學與防護技術(shù). 2013(06)
[3]硅烷化處理在鎂合金表面防腐中的應用[J]. 喬麗英,何聰,談安強,況新亮,高家誠. 功能材料. 2013(09)
[4]鎂合金的腐蝕與防護研究進展[J]. 王福會,杜克勤,張偉. 中國材料進展. 2011(02)
[5]鎂合金表面常規(guī)處理與硅烷化處理技術(shù)[J]. 方欣欣,曹岳斌,梁偉,李清,萬紅,曹獻龍. 重慶科技學院學報(自然科學版). 2010(02)
[6]鎂合金表面草酸鹽化學轉(zhuǎn)化膜的性能研究[J]. 蔣永鋒,周海濤,曾蘇民. 電鍍與涂飾. 2009(11)
[7]鎂合金表面化學轉(zhuǎn)化膜的研究進展[J]. 曾榮昌,蘭自棟,陳君,莫鮮花,韓恩厚. 中國有色金屬學報. 2009(03)
[8]鎂及鎂合金的應用與研究[J]. 姚素娟,張英,褚丙武,梁冬梅. 世界有色金屬. 2005(01)
[9]鎂合金的腐蝕行為與表面防護方法[J]. 周婉秋,單大勇,曾榮昌,韓恩厚,柯偉. 材料保護. 2002(07)
[10]鎂及鎂合金腐蝕最新研究進展[J]. 黃光勝,范永革,湯愛濤,汪凌云. 材料導報. 2002(04)
本文編號:3355833
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