本文關(guān)鍵詞：表面改性增強(qiáng)鎂鋁自愈合防腐蝕性能的研究

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【摘要】：輕金屬及其合金由于具有較高的強(qiáng)度/重量比、易成型加工以及優(yōu)異的物理、化學(xué)性能,被廣泛應(yīng)用于國(guó)防、航空航天、汽車(chē)、電子、儀器儀表及日用品制造等領(lǐng)域。但輕金屬及其合金耐蝕性較差,因而必須采取相應(yīng)的措施來(lái)解決輕金屬合金的腐蝕問(wèn)題。目前,涂層防護(hù)是應(yīng)用最普遍、最有效、最經(jīng)濟(jì)的一種防腐措施。然而,傳統(tǒng)涂層均存在固有孔隙和缺陷,其易加速涂層失效,限制了涂層防護(hù)技術(shù)的廣泛應(yīng)用。因此,如何賦予涂層良好的自修復(fù)防護(hù)性能成為迫切需要解決的問(wèn)題。本論文主要是基于物質(zhì)的化學(xué)溶解平衡原理,提出一種在鎂鋁輕金屬合金表面制備高耐蝕、高壽命、自愈合防腐涂層的新方法,并深入探究了涂層相應(yīng)的電化學(xué)生長(zhǎng)機(jī)理和耐蝕機(jī)理,為高效智能防腐蝕材料的開(kāi)發(fā)以及防止溶液、大氣腐蝕的研究提供了新思路及理論依據(jù)。首先,通過(guò)采用腐蝕誘導(dǎo)沉積技術(shù)分別在A(yíng)Z91D鎂合金和鋁基體表面制備了致密、均勻且穩(wěn)定的八羥基喹啉鎂(Mg(HQ)2)和八羥基喹啉鋁(Al(HQ)3)轉(zhuǎn)化膜。由極化曲線(xiàn)(PC)和交流阻抗(EIS)測(cè)試表明,生成轉(zhuǎn)化膜后鎂鋁金屬在腐蝕性介質(zhì)中的自腐蝕電流比純金屬的自腐蝕電流降低了1個(gè)數(shù)量級(jí),阻抗值比純金屬增長(zhǎng)了將近2個(gè)數(shù)量級(jí),大大提高了金屬的防腐蝕性能。其次,深入探究了Mg(HQ)2和Al(HQ)3轉(zhuǎn)化膜的耐蝕機(jī)理,結(jié)果表明該膜層不僅有效地屏蔽了腐蝕性介質(zhì)的侵蝕,而且基于溶解-再結(jié)晶的自修復(fù)防腐蝕機(jī)理,一旦膜層破損,膜層會(huì)自身溶解釋放出緩蝕劑離子HQ-,在破損處與腐蝕下來(lái)的金屬離子重新再結(jié)晶生成沉淀覆蓋在基體表面,實(shí)現(xiàn)自愈合,形成對(duì)金屬基體的長(zhǎng)效保護(hù)。最后,在上述工作的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步利用八羥基喹啉陰離子對(duì)鋁基體表面制備的水滑石(LDH)膜進(jìn)行改性處理。結(jié)果表明化學(xué)改性過(guò)程中,緩蝕劑嵌入涂層中,誘導(dǎo)涂層相結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化,生成Mg(HQ)2和Al(HQ)3的復(fù)合物,顯著增強(qiáng)了LDH涂層的耐蝕性能。水滑石涂層獨(dú)特的層狀微納米結(jié)構(gòu)作為模版和微納米容器實(shí)現(xiàn)了涂層的改性及緩蝕劑的存儲(chǔ)過(guò)程,一旦涂層破壞,改性的涂層會(huì)在缺陷處定向釋放緩蝕劑,并利用緩蝕劑的化學(xué)刻蝕作用來(lái)主動(dòng)激活自愈合響應(yīng)過(guò)程,強(qiáng)化化學(xué)溶解平衡驅(qū)動(dòng)的沉積-修復(fù)過(guò)程,從而有效的增強(qiáng)了涂層的腐蝕防護(hù)性能。
【關(guān)鍵詞】：涂層 轉(zhuǎn)化膜 緩蝕劑 防腐 自愈合
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 1 研究背景10-16
• 1.1 輕金屬合金的腐蝕概述10
• 1.2 輕金屬合金的防腐蝕現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 磷化膜11
• 1.2.2 稀土轉(zhuǎn)化膜11-12
• 1.2.3 鋯鈦轉(zhuǎn)化膜12-13
• 1.2.4 有機(jī)酸鹽轉(zhuǎn)化膜13-14
• 1.2.5 硅烷轉(zhuǎn)化膜14
• 1.2.6 水滑石轉(zhuǎn)化膜14-15
• 1.2.7 其它轉(zhuǎn)化膜15
• 1.3 選題依據(jù)及研究?jī)?nèi)容15-16
• 2 主動(dòng)沉積Mg(HQ)_2膜層增強(qiáng)AZ91D鎂合金耐蝕性能的研究16-32
• 2.1 實(shí)驗(yàn)部分16-18
• 2.1.1 試樣制備16-17
• 2.1.2 試樣表征17-18
• 2.2 結(jié)果與討論18-31
• 2.2.1 Mg(HQ)_2轉(zhuǎn)化膜的生長(zhǎng)機(jī)理18-22
• 2.2.2 Mg(HQ)_2轉(zhuǎn)化膜的耐蝕機(jī)理22-31
• 2.3 本章小結(jié)31-32
• 3 化學(xué)轉(zhuǎn)化Al(HQ)_3膜層增強(qiáng)鋁基體耐蝕性能的研究32-45
• 3.1 實(shí)驗(yàn)部分32-34
• 3.1.1 試樣制備32-33
• 3.1.2 試樣表征33-34
• 3.2 結(jié)果與討論34-44
• 3.2.1 Al(HQ)_3轉(zhuǎn)化膜的轉(zhuǎn)化機(jī)理34-38
• 3.2.2 Al(HQ)_3轉(zhuǎn)化膜的耐蝕機(jī)理38-44
• 3.3 本章小結(jié)44-45
• 4 化學(xué)改性增強(qiáng)鋁基體表面水滑石膜層耐蝕性能的研究45-60
• 4.1 實(shí)驗(yàn)部分45-46
• 4.1.1 試樣制備45-46
• 4.1.2 試樣表征46
• 4.2 結(jié)果與討論46-59
• 4.2.1 水滑石(LDH)膜的改性機(jī)理46-52
• 4.2.2 水滑石(LDH)膜的耐蝕機(jī)理52-59
• 4.3 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況66-67
• 致謝67-68

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本文編號(hào)：1002002