本文關鍵詞：鎂合金表面磁場輔助磷化處理技術的研究

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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,但是鎂合金的比強度卻明顯高于鋼。作為當代工業(yè)中最輕的金屬材料之一,鎂合金同時具有良好的鑄造性能、切削加工性能,焊接強度較大、彈性模量較低且具有較好的電磁屏蔽性能等優(yōu)點,因此廣泛應用于航空航天、軍工、交通等領域。由于鎂的電極電位較低,因此其化學穩(wěn)定性很差,抗腐蝕能力差成為制約其應用的一個重要難點。鎂的電化學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能力。因此,鎂合金的腐蝕防護技術的發(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)境的保護膜�；瘜W轉化處理是一種高效、經(jīng)濟,容易實現(xiàn)且能實現(xiàn)工廠化的重要處理方法。本文中運用磷酸鹽轉化處理工藝對AZ91D鎂合金進行表面處理,通過正交試驗法對不同比例組成的轉化處理液進行實驗,通過電化學測試,評判各種組合下經(jīng)過轉化處理的鎂合金磷化膜的抗腐蝕能力,從而選出最佳的轉化處理配方。在鎂合金進行表面磷化處理過程中,引入旋轉磁場進行輔助。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構的影響,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。結果表明：輔助磁場對鎂合金表面形貌及結構有一定積極影響,在一定范圍內(nèi),輔助磁場轉速越高,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,超過最佳轉速后,對鎂合金表面磷化膜質量具有消極作用。 針對傳統(tǒng)鎂合金化學轉化膜裂紋尺寸大、耐腐蝕性差等問題,本文在磷化膜的基礎上研究了兩種復合膜的制備方法,分別是鎂合金磷化膜／氮化硅復合膜和鎂合金磷化膜／超疏水復合膜。復合膜的制備流程是首先運用鎂合金表面磷酸鹽轉化處理,再運用PECVD工藝和電沉積工藝獲得復合膜結構。通過物理及電化學測試,分析對比測試結果證明復合膜能夠彌補鎂合金表面磷化膜的物理缺陷,獲得較為平整、結構緊密的膜層,同時復合膜使鎂合金的抗腐蝕能力又得到了提升。
【關鍵詞】：鎂合金 磁場 耐蝕性 超疏水
【學位授予單位】：北方工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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 鎂合金的腐蝕防護技術21-25
• 1.3.1 鎂合金表面處理方法21-23
• 1.3.2 化學轉化處理技術23-25
• 1.3.3 氣相沉積技術25
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容25-28
• 2 實驗材料及研究方案28-44
• 2.1 鎂合金試樣的制備28
• 2.2 實驗試劑及設備28-30
• 2.3 實驗方案30-36
• 2.3.1 鎂合金的表面預處理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法45-47
• 3.2 鎂合金磷化處理正交試驗的結果及分析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測試57-59
• 3.4 本章小結59-61
• 4 鎂合金表面復合膜的研究61-77
• 4.1 鎂合金表面磷化膜/氮化硅復合膜的研究61-66
• 4.1.1 鎂合金表面磷化膜/氮化硅復合膜的制備61-62
• 4.1.2 鎂合金表面磷化膜/氮化硅復合膜的形貌分析62-65
• 4.1.3 鎂合金表面磷化膜/氮化硅復合膜的表面電位測試65
• 4.1.4 鎂合金轉化膜及復合膜的電化學極化曲線測試65-66
• 4.2 鎂合金表面磷化膜/超疏水復合膜的研究66-76
• 4.2.1 鎂合金表面磷化膜/超疏水復合膜的制備66-67
• 4.2.2 鎂合金表面磷化膜/超疏水復合膜的形貌分析67-68
• 4.2.3 鎂合金表面磷化膜/超疏水復合膜的接觸角測試68-72
• 4.2.4 鎂合金表面磷化膜/超疏水復合膜的動態(tài)腐蝕測試72-76
• 4.3 本章小結76-77
• 結論77-79
• 參考文獻79-84
• 申請學位期間的研究成果及發(fā)表的學術論文84-85
• 致謝85

【參考文獻】

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本文編號：704844