az31镁合金钕基转化膜制备及性能分析word格式论文.docxVIP

摘要镁合金作为一种工程材料，具有比重轻、比强度高、电磁屏蔽性能好等一系 列优点，在汽车工业、航空航天和电子产业中有越来越广泛的应用，被认为是 21 世纪的“绿色工程材料”。但是镁及其合金的电化学活性很高，其较差的耐腐蚀性 能严重制约了镁合金产品的应用。有多种方法可以提高镁合金的耐蚀性能，适当 的表面处理是经济有效的方法之一。本文对镁合金进行稀土转化处理与溶胶后处 理，研究开发出稀土转化膜与复合膜。文章以 AZ31 镁合金为基体，Nd(NO3)3 为主盐，H2O2 为成膜促进剂，以点滴 实验和动电位极化曲线为评价指标，采用正交实验法和单因素实验法得到了最佳 的稀土转化成膜工艺为：Nd(NO3)3 浓度 5 g/L，H2O2 浓度 5 ml/L，成膜时间 7 min，成膜温度 40 oC。以动电位极化曲线为评价指标，经过单因素实验分析，得到了最佳后处理工艺：浸涂次数 3 次，干燥温度 60 oC，干燥时间 1 h，烧结温度 150 oC，烧结时间 0.5 h。采用 SEM 分析膜层表面和截面形貌，发现钕基转化膜层表面存在微裂纹，在 整个膜层内部在三种裂纹，分别是内裂纹，中间裂纹，外裂纹。铝溶胶膜层覆盖 在钕基转化膜层上，盖住了钕基转化膜层的缝隙。采用 EDS，XPS 与 XRD 分析膜 层的成分，结果表明钕基转化膜的主要成分是 Nd2O3 和少量 MgO；Nd-Al 复合膜 的主要成分是 Nd2O3 和 Al2O3。开路电位，动电位极化曲线和析氢实验结果说明，钕基转化膜与 Nd-Al 复合膜可以明显降低 AZ31 镁合金的腐蚀速率。钕基转化膜覆盖在 AZ31 基体上，可以 有效地阻碍腐蚀介质与基体的接触；Nd-Al 复合膜覆盖了钕基转化膜的裂纹，更好 地隔绝了腐蚀介质与基体的接触。交流阻抗谱结果表明，AZ31 镁合金，钕基转化 膜和 Nd-Al 复合膜的腐蚀过程都可以分为三个阶段：腐蚀前期（腐蚀介质渗透阶 段），腐蚀中期（腐蚀的萌生和扩展阶段），腐蚀后期（腐蚀加剧阶段）。关键字：AZ31 镁合金，钕基转化膜，Nd-Al 复合膜，耐蚀性能，交流阻抗AbstractMagnesium (Mg) alloys have been extensively used in automotive, aerospace, electronic industry and other manufacturing fields due to their high specific properties, low density and high damping capacity. It was regarded as “Green Engineering Materials” in the 21st century. However, Mg and its alloys had high electrochemical activities; its poor corrosion resistance limited the application of Mg. The appropriate surface treatment was considered as one of inexpensive and effective methods toimprove the corrosion performance of Mg alloys. This article carried rare-earth conversion treatment and sol-gel post-treatment on AZ31 Mg alloy to develop Nd-based conversion coating and Nd-Al composite coating.The chemical conversion forming process chose AZ31 Mg alloy as substrate, Nd(NO3)3 as main salt and H2O2 as film forming promoter. The best rare-earth conversion coating forming process was: Nd(NO3)3 5 g/L, H2O2 5 ml/L, film formingtime 7 min and temperature 40 oC, respectively, which was studied by orthogonalexperiment and the single factor experiment, using spot corrosion and p