本文關(guān)鍵詞：鎂合金表面磁場輔助磷化處理技術(shù)的研究

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【摘要】：雖然鎂合金的密度只有鋼鐵密度的百分之二十五,但是鎂合金的比強(qiáng)度卻明顯高于鋼。作為當(dāng)代工業(yè)中最輕的金屬材料之一,鎂合金同時(shí)具有良好的鑄造性能、切削加工性能,焊接強(qiáng)度較大、彈性模量較低且具有較好的電磁屏蔽性能等優(yōu)點(diǎn),因此廣泛應(yīng)用于航空航天、軍工、交通等領(lǐng)域。由于鎂的電極電位較低,因此其化學(xué)穩(wěn)定性很差,抗腐蝕能力差成為制約其應(yīng)用的一個(gè)重要難點(diǎn)。鎂的電化學(xué)活性和其他金屬材料不同,主要表現(xiàn)于金屬鎂在空氣中其表面能迅速形成具有一定保護(hù)能力的氧化膜層。由于形成的膜層疏松多孔、附著力差以及不夠均勻,因此無法提供令人滿意的抗腐蝕保護(hù)能力。因此,鎂合金的腐蝕防護(hù)技術(shù)的發(fā)展變得極其重要。 改善鎂合金抗腐蝕能力的有效途徑之一就是在其表面形成一層隔離外界環(huán)境的保護(hù)膜�；瘜W(xué)轉(zhuǎn)化處理是一種高效、經(jīng)濟(jì),容易實(shí)現(xiàn)且能實(shí)現(xiàn)工廠化的重要處理方法。本文中運(yùn)用磷酸鹽轉(zhuǎn)化處理工藝對AZ91D鎂合金進(jìn)行表面處理,通過正交試驗(yàn)法對不同比例組成的轉(zhuǎn)化處理液進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過電化學(xué)測試,評判各種組合下經(jīng)過轉(zhuǎn)化處理的鎂合金磷化膜的抗腐蝕能力,從而選出最佳的轉(zhuǎn)化處理配方。在鎂合金進(jìn)行表面磷化處理過程中,引入旋轉(zhuǎn)磁場進(jìn)行輔助。研究不同的磁場條件對鎂合金表面磷化膜的耐腐蝕能力及表面形貌結(jié)構(gòu)的影響,分析了不同磁場條件下磷化膜的耐腐蝕能力及表面形貌的特點(diǎn)。結(jié)果表明：輔助磁場對鎂合金表面形貌及結(jié)構(gòu)有一定積極影響,在一定范圍內(nèi),輔助磁場轉(zhuǎn)速越高,表面磷化膜越均勻、致密且含磷量越高,且其抗腐蝕能力也越高,超過最佳轉(zhuǎn)速后,對鎂合金表面磷化膜質(zhì)量具有消極作用。 針對傳統(tǒng)鎂合金化學(xué)轉(zhuǎn)化膜裂紋尺寸大、耐腐蝕性差等問題,本文在磷化膜的基礎(chǔ)上研究了兩種復(fù)合膜的制備方法,分別是鎂合金磷化膜／氮化硅復(fù)合膜和鎂合金磷化膜／超疏水復(fù)合膜。復(fù)合膜的制備流程是首先運(yùn)用鎂合金表面磷酸鹽轉(zhuǎn)化處理,再運(yùn)用PECVD工藝和電沉積工藝獲得復(fù)合膜結(jié)構(gòu)。通過物理及電化學(xué)測試,分析對比測試結(jié)果證明復(fù)合膜能夠彌補(bǔ)鎂合金表面磷化膜的物理缺陷,獲得較為平整、結(jié)構(gòu)緊密的膜層,同時(shí)復(fù)合膜使鎂合金的抗腐蝕能力又得到了提升。
【關(guān)鍵詞】：鎂合金 磁場 耐蝕性 超疏水
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-28
• 1.1 鎂及鎂合金概述9-13
• 1.2 鎂合金的腐蝕特性概述13-21
• 1.2.1 鎂合金的腐蝕機(jī)理13-17
• 1.2.2 鎂合金的腐蝕類型17-20
• 1.2.3 鎂合金腐蝕行為的影響因素20-21
• 1.3 鎂合金的腐蝕防護(hù)技術(shù)21-25
• 1.3.1 鎂合金表面處理方法21-23
• 1.3.2 化學(xué)轉(zhuǎn)化處理技術(shù)23-25
• 1.3.3 氣相沉積技術(shù)25
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容25-28
• 2 實(shí)驗(yàn)材料及研究方案28-44
• 2.1 鎂合金試樣的制備28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)試劑及設(shè)備28-30
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方案30-36
• 2.3.1 鎂合金的表面預(yù)處理30-31
• 2.3.2 鎂合金表面磁場輔助磷化處理31-34
• 2.3.3 鎂合金表面復(fù)合膜的制備34-36
• 2.4 測試和分析方法36-44
• 2.4.1 掃描電子顯微鏡36-37
• 2.4.2 電化學(xué)測試37-40
• 2.4.3 掃描開爾文探針顯微鏡40-41
• 2.4.4 超疏水接觸角的測試41-44
• 3 鎂合金表面磷化處理技術(shù)的研究44-61
• 3.1 鎂合金表面磷化處理的工藝研究44-47
• 3.1.1 鎂合金表面磷化處理的工藝流程44-45
• 3.1.2 鎂合金磷化處理的正交試驗(yàn)法45-47
• 3.2 鎂合金磷化處理正交試驗(yàn)的結(jié)果及分析47-55
• 3.2.1 鎂合金表面磷化膜的二維形貌47-50
• 3.2.2 鎂合金表面磷化膜的三維形貌50-53
• 3.2.3 鎂合金表面磷化膜的耐蝕性分析53-55
• 3.3 磁場輔助下鎂合金表面磷化處理技術(shù)的研究55-59
• 3.3.1 磁場輔助鎂合金表面磷化膜的制備55-56
• 3.3.2 磁場輔助鎂合金表面磷化膜的形貌分析56-57
• 3.3.3 磁場輔助鎂合金表面磷化膜的電化學(xué)測試57-59
• 3.4 本章小結(jié)59-61
• 4 鎂合金表面復(fù)合膜的研究61-77
• 4.1 鎂合金表面磷化膜/氮化硅復(fù)合膜的研究61-66
• 4.1.1 鎂合金表面磷化膜/氮化硅復(fù)合膜的制備61-62
• 4.1.2 鎂合金表面磷化膜/氮化硅復(fù)合膜的形貌分析62-65
• 4.1.3 鎂合金表面磷化膜/氮化硅復(fù)合膜的表面電位測試65
• 4.1.4 鎂合金轉(zhuǎn)化膜及復(fù)合膜的電化學(xué)極化曲線測試65-66
• 4.2 鎂合金表面磷化膜/超疏水復(fù)合膜的研究66-76
• 4.2.1 鎂合金表面磷化膜/超疏水復(fù)合膜的制備66-67
• 4.2.2 鎂合金表面磷化膜/超疏水復(fù)合膜的形貌分析67-68
• 4.2.3 鎂合金表面磷化膜/超疏水復(fù)合膜的接觸角測試68-72
• 4.2.4 鎂合金表面磷化膜/超疏水復(fù)合膜的動(dòng)態(tài)腐蝕測試72-76
• 4.3 本章小結(jié)76-77
• 結(jié)論77-79
• 參考文獻(xiàn)79-84
• 申請學(xué)位期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文84-85
• 致謝85

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本文編號：704844