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材料科学基础挤压铸造技术的最新发展学院名称：材料科学与工程学院专业班级：学生姓名：学号：指导教师：张振亚2014 年 6 月摘要：介绍了国内外镁合金表面处理的最新研究进展，其中包括化学转化、自组装单分子膜、阳极氧化、电镀与化学镀、液相沉积与溶胶凝胶涂层、气相沉积、喷涂、激光熔覆合金技术等，并对镁合金表面处理的发展趋势作了展望。
关键词：镁合金表面处理涂层引言镁是金属结构材料中最轻的一种# 纯镁的力学性能很差。
但镁合金因体积质量小、比强度高、加工性能好、电磁屏蔽性好、具有良好的减振及导电、导热性能而备受关注。
镁合金从早期被用于航天航空工业到目前在汽车材料、光学仪器、电子电信、军工工业等方面的应用有了很大发展。
但是镁的化学稳定性低、电极电位很负、镁合金的耐磨性、硬度及耐高温性能也较差。
在某种程度上又制约了镁合金材料的广泛应用，因此，如何提高镁合金的强度、硬度、耐磨、耐热及耐腐蚀等综合性能，进行适当的表面强化，已成为当今材料发展的重要课题。
镁合金是最轻的金属结构材料之一，密度仅为1.3g/cm3 ~ 1.9 g/cm3，约为Al 的2/3，Fe 的1/4。
镁合金具有比强度高，比刚度高，减震性、导电性、导热性好、电磁屏蔽性和尺寸稳定性好，易回收等优点。
以质轻和综合性能优良而被称为21 世纪最有发展潜力的绿色材料，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子通讯等各个领域。
但是镁合金的化学和电化学活性较高，严重制约了镁合金的应用，采用适当的表面处理能够提高镁合金的耐蚀性。
一、微弧氧化处理微弧氧化技术又称微等离子体氧化或阳极火花沉积, 实质上是一种高压的阳极氧化, 是一种新型的金属表面处理技术。
该工艺是在适当的脉冲电参数和电解液条件下, 使阳极表面产生微区等离子弧光放电现象, 阳极上原有的氧化物瞬间熔化, 同时又受电解液冷却作用, 进而在金属表面原位生长出陶瓷质氧化膜的过程。
与普通阳极氧化膜相比, 这种膜的空隙率大大降低, 从而使耐蚀性和耐磨性有了较大提高。
镁合金的发展现状镁合金是一种重要的结构材料，具有低密度、高比益处性等优势，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。
然而，由于镁合金的燃烧性和腐蚀性较高，限制了其在一些领域的应用。
近年来，随着科技的进步和材料科学研究的发展，镁合金的研究取得了一些重要的进展。
首先，通过添加合适的合金元素和控制合金化处理工艺，可以显著提高镁合金的力学性能和耐腐蚀性。
添加合适数量的锌、铝、锰等元素可以提高镁合金的强度和硬度，同时控制镁合金中的氧、氮等杂质含量可以降低其腐蚀性。
此外，通过适当的热处理工艺，可以进一步提高镁合金的力学性能和耐蚀性。
其次，表面处理技术的发展也为镁合金的应用提供了可能。
例如，阳极氧化、电化学沉积、喷涂等技术可以形成一层均匀而致密的氧化膜或涂层，提高镁合金的耐腐蚀性。
此外，化学转化涂层技术也被广泛研究，以提高镁合金的耐磨损性和降低摩擦系数。
另外，纳米技术被广泛应用于镁合金的研究中。
通过纳米晶技术可以显著提高镁合金的强度和塑性，同时降低其变形温度和增强抗形变能力。
纳米晶镁合金具有良好的力学性能和耐腐蚀性，在航空航天、汽车制造等领域具有广阔的应用前景。
此外，轻态镁合金的研究也是当前的热点之一。
轻态镁合金是一种通过注射气泡或其他空心组织方法制备的材料，具有非常低的密度和高的比强度。
这种材料在航空航天、汽车制造等领域具有广泛应用的潜力。
总之，镁合金的发展现状是积极向前发展的。
通过合金化处理、表面处理、纳米技术等手段的不断改进和创新，镁合金的力学性能、耐腐蚀性等方面得到了显著提高。
随着科技的进步和材料科学研究的不断深入，镁合金的应用领域将会继续扩大，为各个行业的发展带来更多机会和挑战。
镁合金表面处理的研究现状一.概述镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。
其特点是：密度小、比强度高、刚性好、弹性模量大、消震性好、刚性好、承受冲击载荷能力比铝合金大、刚性好、耐有机物和碱的腐蚀性能好。
主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。
目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。
主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。
在实用金属中是最轻的金属,镁的比重大约是铝的2/3，是铁的1/4。
但是，镁的应用和研究相对其它金属严重滞后，原因在于其韧性低、高温性能和耐腐蚀性能差，而且加工成形比较困难。
与铝、钛能生成自愈钝化膜不同，镁表面生成的氧化膜疏松多孔，不能对基体起有效保护作用，因此，在潮湿的空气、含硫气氛和海洋大气中，镁均会遭受严重的化学腐蚀，这极大地阻碍了其广泛应用。
通过合金化的方法来改善其性能，特别是期望发现“不锈镁”的努力至今还没有取得进展。
所以，镁合金零件在使用前须经过一定的表面改性或涂层处理。
目前，电化学镀层、转化膜等工艺技术已经应用于镁合金的防护，气相沉积涂层、涂覆、表面热处理等方法也受到密切关注，高能束熔覆等新技术也被尝试应用于镁合金表面性能的提高。
二.表面处理方法1.电镀和化学镀技术镁合金表面镀镍技术分为电镀和化学镀两种。
由于镁合金化学活性高，在酸性溶液中易被腐蚀，因此镁合金电沉积技术与铝合金电沉积技术有着显著的差异。
目前，镁合金电镀工艺技术有两种工艺：浸锌-电镀工艺和直接化学镀镍工艺。
为了防止镁合金基体在酸性溶液中被过度腐蚀，需要在处理前溶液中添加F-(F-与电离生成的Mg2+形成MgF2沉淀，吸附在镁合金基体表面可以防止基体过度腐蚀。
镁合金表面化学镀Ni-P合金是一种很成熟的工艺。
通常化学镀方法制备的Ni-P合金层是非晶态的，这层致密的非晶态Ni-P合金层可以有效地防止镁合金基体被腐蚀。
结合使用化学镀镍技术和滚镀技术可以在镁合金基体上形成一层晶态的Ni-P合金层。
镁合金研究现状及发展趋势镁合金是一种具有很高应用潜力的轻金属材料，具有低密度、高比强度、良好的机械性能以及优异的导热性能等特点，广泛应用于航空、汽车、电子等领域。
本文将对镁合金研究现状及发展趋势进行分析。
镁合金的研究现状主要表现在以下几个方面：首先，镁合金的合金化研究得到了广泛关注。
镁合金的低强度和低塑性是其在一些领域应用受限的主要原因，因此对镁合金进行合金化改性成为研究的重点。
通过添加合适的合金元素，如锌、铝、锆等，可以有效提高镁合金的强度和塑性，提高其综合性能。
其次，镁合金的热处理研究逐渐深入。
热处理是改变镁合金微观组织和提高其力学性能的重要方法。
目前，研究者们对镁合金的时效处理、固溶处理、稳定化处理等进行了广泛研究，并通过优化热处理工艺，提高了镁合金的强度、塑性和耐腐蚀性能。
此外，镁合金的表面处理研究也受到了广泛关注。
镁合金的表面活性、氧化倾向性和易腐蚀性是其应用受限的主要障碍。
目前，研究者们通过电化学氧化、化学镀、溶液渗硅等方法，改善了镁合金的表面性能，并提高了其耐腐蚀性、耐磨损性以及附着力等性能。
镁合金的发展趋势主要有以下几个方面：首先，镁合金的含量逐渐增加。
由于镁合金的低密度和良好的机械性能，具有很高的轻量化潜力，因此将镁合金应用于航空、汽车等领域，可以有效减轻重量，提高能源利用效率。
其次，镁合金的合金化方法将更加多样化。
目前的镁合金大多采用铸造方法制备，但铸造合金化有一定的局限性，不能满足特殊应用的需求。
因此，未来的研究重点将更加注重新型合金制备方法，如粉末冶金、堆积成形、等离子体喷涂等。
此外，镁合金的结构设计将更加系统化。
随着对镁合金研究的深入，研究者们发现材料的微观组织和结构对其性能具有重要影响。
因此，在今后的研究中，将更加注重镁合金的晶粒尺寸、晶界结构和取向等方面的设计和控制，以进一步提高材料的性能。
综上所述，镁合金的研究现状正朝着合金化、热处理和表面处理等方向深入发展，未来的发展趋势将更加注重轻量化、多样化的合金化方法以及系统化的结构设计。
镁合金表面功能化处理研究随着科技的不断发展，人们对于材料的性能和功能要求也越来越高，尤其是在工业领域中，材料的使用要求越来越复杂。
而镁合金作为一种轻质高强度材料，在汽车、航空等领域有着广泛的应用前景。
然而，由于其表面反应性强，易受腐蚀和氧化，导致镁合金在使用中存在一定的局限性，因此为了提高镁合金的耐腐蚀性和机械性能，研究镁合金表面的功能化处理显得尤为重要。
一、镁合金表面处理的现状及进展针对镁合金表面的各种处理方法，如机械处理、电化学处理、化学处理等，已经被广泛研究和应用。
在一系列研究中发现了一些值得注意的结果。
例如，获得较低的表面粗糙度可以改善材料的疲劳寿命，增强其耐腐蚀性能。
另外，一些研究表明，采用阳极氧化（AAO）等处理方法可以改善镁合金表面的硬度和抗腐蚀性能。
同时，机械化学处理（MCP）等方法也被引入到镁合金表面处理中，提高材料的附着力和表面的膜层的质量。
二、镁合金表面化学成分分析在研究镁合金的功能化处理方法时，化学成分的分析是不可避免的环节。
目前，表面分析技术如扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）等方法被广泛应用于分析镁合金材料表面的成分和结构。
在具体实验中，研究者通常将材料的表面暴露于不同的腐蚀条件下，然后进行化学成分分析，并通过X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外（FTIR）等方法对处理后的镁合金表面多种结构进行分析。
三、镁合金密度和电化学性能的改进在表面处理的过程中，改善镁合金的密度和电化学性能是一个重要的目标。
目前，很多研究都着眼于其中的一些技术方案，例如采用离子注入（II）处理技术、离子束辐照（IBI）和化学涂层等方法来提高材料的密度和电化学性能。
除此之外，也有不少研究者对纳米表面和多层膜层技术进行了不同的研究，以进一步改善材料的某些性能。
例如，通过制备在表面上涂上纳米二氧化硅层（SiO2）等方法来直接控制镁合金结构和表面性质，进而提高其耐磨性和耐腐蚀性。
而采用多层膜层技术则是通过控制不同材料层之间的界面控制材料表面的多种性能。
镁合金表面化学转化膜研究进展摘要：总结镁合金表面化学转化膜的研究现状，介绍铬酸盐转化膜、锡酸盐转化膜、磷酸盐/高锰酸盐转化膜、稀土转化膜、植酸转化膜和钥酸转化膜的处理工艺，讨论磷酸盐/高锰酸盐转化膜的成膜机理，分析各种化学转化膜的优缺点，展望今后镁合金表面化学转化膜的发展方向。
关键词：镁合金；化学转化膜；腐蚀防护；磷酸盐0引言镁合金具有密度小、比能量大、强度高和电磁屏蔽性能好等优点，广泛用于汽车、航天电子通信和工程结构材料等领域[1]。
但纯镁的标准电极电位非常负(-2.37 V，vs SHE)，其腐蚀电位因介质而异，一般在-1.65～+0.5V之间[2]。
大部分镁合金性质活泼，容易在各种使用环境中被腐蚀，极大地限制了镁合金的开发与应用。
适当的表面处理能够极大地改变镁合金的耐腐蚀性能，扩大镁合金的使用范围[3]。
镁合金的表面处理方法很多，如电镀或者化学镀、金属涂层、阳极氧化、化学转化膜处理、激光处理和离子注入等[4-6]。
镁性质活泼，MgO会在合金表面迅速形成，阻碍沉积金属与基底形成金属键；基底的空隙和夹杂会成为镀层空隙的来源，使得金属涂层质量欠佳：镁在普通镀液中与其他金属离子的置换反应十分强烈，导致置换层松散无力[3]。
激光处理和离子注入等制备的涂层耐蚀性能优越，但生产设备昂贵，成本过高，工件形状尺寸受到限制[2]。
阳极氧化或微弧氧化膜具有很高的硬度和良好的耐蚀性，但设备占地大，投资较大，能耗高，膜层空隙率高，难以大规模推广应用。
化学转化膜法也称为化学氧化法，是使金属工件表面与处理液发生化学反应，生成一层保护性钝化层，化学氧化法生成的氧化膜比自然形成的保护膜有更好的保护效果，是提高镁合金防蚀性能最常用、最有效的方法。
与阳极氧化处理工艺相比，化学转化膜比较薄(0.5~3.0rtm)，可用于保护涂料的基底，尤其适用于在特定环境下的防护，比如运输或储存过程中镁的防护和镁合金机械加工件表面的长期防护；而且化学转化膜工艺设备简单，投资少，处理成本低，并能够显著提高镁合金的腐蚀抗力，在镁合金表面处理中占较大比例[5-6]。
在当今工业领域中，镁合金作为一种重要的结构材料，其在航空航天、汽车制造、电子设备等领域有着广泛的应用。
由于镁合金具有密度低、比强度高、导热性能好的优点，因此备受青睐。
然而，镁合金表面处理技术的发展也成为了当前研究和应用的热点之一。
本文将从镁合金表面处理技术的现状出发，深入分析其发展方向，并探讨这一技术对材料性能和工业应用的影响。
一、镁合金表面处理技术的现状镁合金作为一种结构材料，其表面处理技术对其性能和应用起着至关重要的作用。
目前，主流的镁合金表面处理技术包括阳极氧化、化学转化膜和表面涂层等。
这些技术在提高镁合金的耐蚀性、耐磨性和耐热性方面发挥着重要作用。
然而，现阶段的镁合金表面处理技术还存在着表面粗糙度大、涂层附着力差等问题，限制了其在高端领域的应用。
有必要研究和探讨镁合金表面处理技术的发展方向，以期在提高材料性能的满足工业对材料的高要求。
二、镁合金表面处理技术的发展方向随着材料科学和工程技术的不断发展，镁合金表面处理技术也在不断突破和创新。
未来，镁合金表面处理技术的发展方向主要包括以下几个方面：1. 新型表面处理技术的研发目前，针对镁合金表面处理技术存在的问题，研究人员正在积极探索开发新型的表面处理技术，以解决目前技术所面临的挑战。
其中，包括但不限于等离子喷涂、化学沉积、离子渗透等新型技术的研发，以期在提高表面质量和涂层附着力方面取得突破。
2. 多功能复合涂层的设计与应用为了进一步提升镁合金表面的性能，研究人员还在探索开发多功能复合涂层技术，以实现在耐磨、耐蚀、耐热等方面的多重性能提升。
这将为镁合金在航空航天和汽车制造等领域的应用提供更多可能性和机遇。
3. 绿色环保表面处理技术的应用随着全球环境保护意识的提高，绿色环保的表面处理技术备受关注。
未来，镁合金表面处理技术的发展也将更加注重环保和可持续发展，致力于研究开发环保型、低能耗的表面处理技术，以实现材料性能提升与环境保护的双重目标。
三、个人观点和理解从我个人的角度来看，镁合金表面处理技术的发展前景十分广阔。
镁合金表面化学转化膜研究进展作者：宋婷婷李旭赵旭鹏来源：《硅谷》2011年第10期摘要：综述镁及镁合金的各种化学转化方法，包括铬酸盐转化膜、磷酸，高锰酸钾转化膜、锡酸盐转化膜、稀土转化膜、钴酸盐转化膜、氟锆酸盐转化膜等。
总结镁合金防护中化学转化膜的发展趋势。
关键词：镁合金；转化膜；腐蚀中图分类号：TG174 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0520007－011 绪论作为地球上最轻的金属结构材料，镁及其合金具有许多优良的特性。
镁的比强度很高，密度约为铝的2/3，铁的1/4；镁还具有良好的导热、导电性、尺寸稳定性、电磁屏蔽性、机加工性能以及再循环利用的性能。
这些特性使其成为汽车工业、航空工业及电子工业中首选的结构材料。
然而，镁及其合金的耐腐蚀性能较差一定程度上限制了它的应用。
因此提高镁及镁合金的抗腐蚀性显得至关重要。
目前，提高镁及其合金的耐蚀性主要有以下几种方法：通过降低镁合金中的“危害元素”铁、镍、铜、钴等的含量；采用快速凝固技术，增加有害杂质的固溶极限，使表面的成分均匀化，从而减少局部微电偶电池的活性，同时还能形成玻璃态的氧化膜。
对镁合金进行表面涂层处理，利用涂层在基体和外界环境之间形成的屏障，抑制和缓解镁合金材料的腐蚀。
其中第三种是防止镁及镁合金最简便有效的方法。
为了确保涂层能附着良好且具有自修复能力，必须在涂层前进行预处理，使涂层和基体具有较好的附着力。
而化学转化膜是涂层前预处理的一项重要手段，可以增强镁合金表面涂层处理时的附着力。
2 盐类化学转化膜镁及镁合金的化学转化膜中以无机盐类居多，目前国内外应用的主要有铬酸盐转化膜、磷酸盐转化膜、稀土金属盐转化膜、锡酸盐转化膜以及高锰酸钾转化膜，他们各自具有自己的优缺点，工业上通常根据他们的特点，选择转化膜种类。
1）铬酸盐转化膜。
进行铬酸盐处理的镁合金在表面形成可形成铬基体金属的混合氧化物膜层，可以得到白、金黄、棕和黑色的铬酸盐膜。
