以硅酸鹽為電解液體系,采用微弧氧化技術(shù)（MAO）在LA103Z鎂鋰合金表面制備陶瓷層,研究了不同電壓對陶瓷層微觀形貌和耐蝕性的影響。利用SEM、XRD等手段對膜層微觀形貌、相組成進(jìn)行表征,采用析氫法、失重分析法對膜層的耐蝕性進(jìn)行評估。結(jié)果表明,MAO陶瓷層在生長40 s后,表面逐漸形成微孔狀形貌。隨著氧化電壓增大,膜層厚度和表面微孔孔徑增大,呈現(xiàn)出"火山口"形貌,膜層表面有裂紋出現(xiàn)。MAO陶瓷層主要由MgO和Mg₂SiO₄相組成。不同氧化電壓所制備的MAO陶瓷層浸泡192 h后的析氫速率大小順序為:v_{450 V}<v_{500 V}<v_{550 V}<v_基體。此外,氧化電壓為500 V的MAO陶瓷層浸泡96 h后具有最小的質(zhì)量損失率,說明MAO陶瓷層可以提高基體耐蝕性,且500 V所制備的MAO陶瓷層保護(hù)能力更優(yōu)。 

【文章來源】：特種鑄造及有色合金. 2020,40(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

析氫試驗裝置

圖6為LA103Z鎂鋰合金基體與MAO處理后的XRD圖譜�？梢钥闯�,鎂鋰合金基體主要相組成為Mg3Li7和Mg0.92Li4.08,說明基體中Li含量較高。MAO處理后的XRD圖譜主要由MgO和Mg2SiO4兩種相組成的衍射峰,說明MAO陶瓷層的主要成分為MgO和Mg2SiO4。MgO相的衍射峰最強(qiáng),其含量最多,與圖5中MAO陶瓷層截面能譜線掃描結(jié)果一致。MgO是在陽極沉積和微弧階段,基體在高溫高壓作用下發(fā)生氧化反應(yīng)所生成的氧化物,Mg2SiO4相的生成主要是因為電解液中的SiO 3 2- 離子反應(yīng)所致。2.3 MAO陶瓷層的耐蝕性分析

圖7為鎂鋰合金基體與不同氧化電壓制備的MAO陶瓷層在3.5%的NaCl溶液中浸泡192 h后的表面形貌。可以看出,基體在浸泡192 h后,表面腐蝕嚴(yán)重且局部出現(xiàn)點蝕現(xiàn)象而產(chǎn)生凹坑,隨著腐蝕時間變長,基體表面腐蝕產(chǎn)物增多,腐蝕坑變大,表面更加粗糙。在浸泡192 h后,氧化電壓為450 V的MAO膜層表面出現(xiàn)白色腐蝕產(chǎn)物。主要是因為,氧化電壓為450 V時所生成的陶瓷層比較薄,在長時間浸泡后,腐蝕介質(zhì)與基體接觸后附著于微孔表面(見圖7b)。氧化電壓為500 V的MAO膜層在浸泡192 h后表面大部分區(qū)域仍然呈現(xiàn)出MAO陶瓷層的微孔狀結(jié)構(gòu),說明500 V的MAO陶瓷層能有效阻止腐蝕介質(zhì)的入侵,顯著提高了基體的耐蝕性。但局部區(qū)域出現(xiàn)微裂紋,這種裂紋在高倍形貌中更加明顯。原因可能是由于腐蝕產(chǎn)物在表面聚集所引起的[21]。氧化電壓為550 V的MAO陶瓷層比500 V的膜層厚,但膜層表面更加粗糙且微孔孔徑較大,因此微孔周圍有腐蝕產(chǎn)物生成且大量聚集于微孔上,同時表面裂紋較多。圖8 為鎂鋰合金基體與MAO陶瓷層在浸泡192 h后的表面能譜分析。根據(jù)圖8和表2可知,鎂鋰合金基體在3.5%的NaCl溶液中浸泡192 h后,基體表面主要含有Mg、O、Cl、Na元素。點1、點3以及點4中Cl元素含量較高。從點3和點4中可知,浸泡192 h后的MAO陶瓷層主要有Mg、Al、O、Si、Cl、Na元素。其中,Mg和O來自于MAO陶瓷層中的MgO,Al來自于鎂鋰合金基體,Si則來自于陶瓷中的Mg2SiO4。此外,由于LA103Z鎂鋰合金Al含量較少,且在3.5%的NaCl溶液中浸泡192 h后腐蝕嚴(yán)重,而MAO陶瓷層有效阻隔了Cl-進(jìn)入基體內(nèi)部。因此,在基體中未檢測出Al元素,而MAO陶瓷層的譜圖中有Al元素。


本文編號：3134692