本文關(guān)鍵詞：稀土元素對AZ91鎂合金組織結(jié)構(gòu)和腐蝕行為的影響，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 鎂合金以其獨特的優(yōu)點和豐富的資源,正廣泛地應(yīng)用于航空航天業(yè)、汽車工業(yè)和通訊電子等領(lǐng)域。但鎂合金的耐蝕性能較差,限制了進一步的應(yīng)用。在表面形成稀土轉(zhuǎn)化膜和在合金內(nèi)部添加稀土元素的方式是提高鎂合金的耐腐蝕性能的有效途徑之一。本論文采用析氫集氣、電化學(xué)阻抗、極化曲線、掃描電鏡、X-射線衍射等研究方法,以使用最廣泛的AZ91鎂合金為對象,研究了在鎂合金表面形成稀土轉(zhuǎn)化膜和在鎂合金自身添加稀土鈰和鑭元素對鎂合金結(jié)構(gòu)和腐蝕性能的影響規(guī)律。 本論文首先以硝酸鈰為主鹽成分進行稀土鹽轉(zhuǎn)化膜的研究,在AZ91鎂合金表面形成無毒無污染的鈰鹽轉(zhuǎn)化膜,并采用電化學(xué)阻抗技術(shù)優(yōu)化了處理時間、溫度、硝酸鈰濃度和促進劑等因素對膜層結(jié)構(gòu)對膜層結(jié)構(gòu)和膜層耐蝕性能的影響,獲得了最佳成膜條件:溫度35℃,時間為30min,處理液主鹽Ce(NO_3)_3的濃度為0.02mol/l和4ml/l H_2O_2。結(jié)果表明:優(yōu)化后的工藝能夠在AZ91鎂合金表面獲得宏觀黃色且致密,微觀具有微小裂紋并分層的膜層,表層Ce含量較高。工藝優(yōu)化制備的稀土化學(xué)轉(zhuǎn)化膜能有效提高鎂合金的耐蝕性能,抑制陰陽極反應(yīng),自腐蝕電位提高250mV,自腐蝕電流密度降低達到2個數(shù)量級。長期全浸實驗結(jié)果表明轉(zhuǎn)化膜能有效提高鎂合金耐腐蝕性能,浸泡60小時后,保護性大大降低。同時也制備了白色的鑭轉(zhuǎn)化膜,得到其最佳成膜條件:溫度45℃,時間為30min,處理液主鹽La(NO_3)_3的濃度為0.005mol/l。 第四章主要制備了不同稀土鈰和鑭含量的AZ91鎂合金,研究了稀土鈰和鑭對AZ91鎂合金微觀結(jié)構(gòu),組成以及腐蝕電化學(xué)的影響。合金的微觀結(jié)構(gòu)分析表明:添加稀土鈰和鑭元素改善了AZ91鎂合金的微觀組織結(jié)構(gòu)。改變了合金中Al元素的分布,細化了合金中的β相,并且在合金中形成了MgAlRE(RE=Ce、La)相,其數(shù)量隨著Ce、La添加量的增加而減少。析氫實驗結(jié)果表明,加入鈰和鑭后鎂合金析氫速度比未加稀土的AZ91慢14倍以上,其中添加鈰含量為1.32%的C3和添加鑭含量為1.82%的C6析氫速度相對AZ91分別為1/68和1/47。對于添加同類的稀土元素而言,添加量最多的C3、C6稀土鎂合金析氫速度最慢。稀土鎂合金的極化行為結(jié)果表明,鈰鑭的添加,降低了其自腐蝕電流,比未添加稀土的AZ91的自腐蝕電流降低了2個數(shù)量級,電化學(xué)阻抗譜實驗結(jié)果也表明,稀土鎂合金在浸泡初期,阻抗的復(fù)平面圖的實部和虛部都增大,擬合結(jié)果表明腐蝕速度降低大約2～6倍不等。稀土元素腐蝕形貌上分析,添加稀土后腐蝕面積有效減小,只發(fā)生在局部區(qū)域,并且腐蝕坑較未添加稀土的AZ91淺,耐腐蝕性能提高,說明稀土鈰和鑭的添加對合金有一定的保護作用。合金的腐蝕產(chǎn)物分析表明,添加Ce和La元素對AZ91鎂合金的腐蝕產(chǎn)物膜的形成有重要影響。添加Ce和La的AZ91鎂合金的腐蝕產(chǎn)物膜中不僅含有較多的Al元素,而且還含有少量的Ce和La元素,腐蝕產(chǎn)物膜組成的變化使得膜層的耐腐蝕性更好。 稀土元素鈰和鑭不論是以在AZ91鎂合金表面形成轉(zhuǎn)化膜的形式,還是在合金本身添加形成稀土鎂合金,都能一定程度上提高鎂合金的耐腐蝕性能。
【關(guān)鍵詞】：鎂合金 稀土元素 微觀結(jié)構(gòu) 耐蝕性能 電化學(xué)阻抗譜 XRD 析氫
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TG146.22
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-36
• 1.1 鎂資源及鎂合金的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展前景12-15
• 1.1.1 鎂資源12
• 1.1.2 鎂合金的應(yīng)用現(xiàn)狀12-14
• 1.1.3 鎂合金的發(fā)展前景14-15
• 1.2 鎂及其合金的基本知識15-20
• 1.2.1 純鎂15-17
• 1.2.2 鎂合金17-20
• 1.3 鎂合金的特性20-22
• 1.3.1 鎂合金的優(yōu)點20-21
• 1.3.2 鎂合金的缺點21-22
• 1.4 鎂及其合金的腐蝕22-27
• 1.4.1 鎂及其合金的腐蝕行為22-23
• 1.4.2 鎂及鎂合金的腐蝕形態(tài)23-27
• 1.5 影響鎂合金腐蝕行為的因素27-31
• 1.5.1 冶金因素27-30
• 1.5.2 環(huán)境因素的影響30-31
• 1.6 提高鎂合金耐腐蝕性的途徑31-34
• 1.6.1 去除雜質(zhì)的有害性31-32
• 1.6.2 添加合金元素32-33
• 1.6.3 改善冶金工藝技術(shù)33
• 1.6.4 進行表面處理或改性33-34
• 1.7 稀土元素改善鎂合金耐蝕性的研究現(xiàn)狀34-35
• 1.8 本論文研究內(nèi)容的意義35-36
• 第二章 實驗方法36-41
• 2.1 稀土轉(zhuǎn)化膜的實驗材料及研究方法36-38
• 2.1.1 實驗材料36-37
• 2.1.2 研究方法37-38
• 2.2 稀土鎂合金的制備及研究方法38-41
• 2.2.1 合金制備38-39
• 2.2.2 合金表面形貌分析39
• 2.2.3 合金腐蝕性能測試39-41
• 第三章 稀土轉(zhuǎn)化膜的制備及對鎂合金耐蝕性能的影響41-55
• 3.1 前言41
• 3.2 稀土轉(zhuǎn)化膜的工藝優(yōu)化41-43
• 3.2.1 工藝流程41-42
• 3.2.2 正交實驗42-43
• 3.3 稀土鹽對AZ91鎂合金電化學(xué)行為的影響43-44
• 3.3.1 開路電位43-44
• 3.3.2 極化曲線44
• 3.4 單因素對轉(zhuǎn)化膜電化學(xué)阻抗的影響44-50
• 3.4.1 稀土鹽濃度的影響44-45
• 3.4.2 H_2O_2濃度的影響45-46
• 3.4.3 溫度的影響46-47
• 3.4.4 處理時間的影響47-50
• 3.5 轉(zhuǎn)化膜表征50-52
• 3.6 稀土轉(zhuǎn)化膜失效過程電化學(xué)阻抗譜行為52-53
• 3.7 轉(zhuǎn)化膜失效過程的電化學(xué)噪聲分析53-54
• 3.8 本章小結(jié)54-55
• 第四章 稀土元素鈰、鑭對AZ91鎂合金的影響55-74
• 4.1 前言55-56
• 4.2 鈰對AZ91鎂合金的影響56-65
• 4.2.1 含鈰鎂合金的微觀組織結(jié)構(gòu)56-58
• 4.2.2 含鈰鎂合金的一般腐蝕行為58-59
• 4.2.3 含鈰鎂合金的腐蝕電化學(xué)行為59-63
• 4.2.4 含鈰鎂合金腐蝕形貌63-65
• 4.3 鑭對AZ91鎂合金的影響65-73
• 4.3.1 含鑭鎂合金的微觀組織結(jié)構(gòu)65-67
• 4.3.2 含鑭鎂合金的一般腐蝕行為67-68
• 4.3.3 含鑭鎂合金的腐蝕電化學(xué)行為68-71
• 4.3.4 含鑭鎂合金的腐蝕形貌71-73
• 4.4 結(jié)論73-74
• 第五章 總結(jié)與展望74-76
• 5.1 總結(jié)74-75
• 5.2 展望75-76
• 參考文獻76-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文82-83
• 致謝83

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王敏;王海東;徐學(xué)東;;稀土Pr對AZ91D鎂合金組織和性能的影響[J];熱加工工藝;2011年23期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 毛麗賀;醫(yī)用鎂鈣鋅合金成分設(shè)計及表面改性研究[D];天津大學(xué);2009年

2 劉文娟;Mg-Al系鎂合金及稀土元素（Ce，La）合金化后微觀結(jié)構(gòu)和腐蝕行為的研究[D];浙江大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 賀睿;AZ81基稀土鎂合金組織與腐蝕性能的研究[D];河南理工大學(xué);2010年

2 吳集才;壓鑄AZ91鎂合金/碳納米管復(fù)合材料性能研究[D];南昌大學(xué);2011年

3 惠燕先;AZ91鎂合金生物活性鈣系磷化膜的制備及性能研究[D];吉林大學(xué);2012年

4 韓朝;Ni-Cr-Al基合金熱腐蝕及溶液腐蝕行為研究[D];中南大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：稀土元素對AZ91鎂合金組織結(jié)構(gòu)和腐蝕行為的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：426904