镁合金化学镀的研究进展

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。

论文课程名称：轻金属表面处理技术班级：学号：姓名：专业：应用化学成绩：镁合金化学镀技术研究进展摘要综述了镁合金化学镀技术的研究历史和现状，重点介绍了镀前处理工序的革新、镀液配方的优化、多元镀以及复合镀技术的开发，在此基础上指出了镁合金化学镀技术今后的发展方向。

关键词镁合金化学镀表面改性Abstract The development history of electroless planting on magnesium alloy is simply introduced and a review is made on the status of it.The research progress in the pretreatment,bath formula,polybasic and composite coating is focused.On the basic of them,the existing questions and development tendency of the electroless plating on magnesium alloy are indicated.Key words magnesium alloys,electroless plating,surface modification1.引言镁作为最轻的金属结构材料，具有密度低、比强度高、弹性模量小、尺寸稳定、易于回收等优势。

随着镁加工工艺的改进，特别是环保标准的提高，镁合金逐渐成为继钢铁、铝之后的第三大金属结构材料，在汽车、航空航天、电子等领域有着广阔的应用前景，但是镁合金化学性质活泼，在侵蚀性环境中极易遭受腐蚀破坏，至今没有得到与其资源、性能相匹配的大规模的工业应用，因此，表面防护处理对于镁合金作为结构材料的应用具有十分重要的意义。

目前镁合金的表面处理方法主要有化学镀、电镀、化学转化、阳极/微弧氧化、有机涂装等。

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。

镁合金腐蚀的机理研究及其防腐措施的改进镁合金是一种轻质高强度的金属材料，具有优良的物理性能和机械性能，因此在航空、汽车、电子等行业中得到广泛应用。

但是，它也具有很强的腐蚀性，容易受到环境因素的影响而产生腐蚀，导致加工精度下降、材料性质变差，甚至影响到安全和寿命。

针对这个问题，科研人员长期以来一直在研究镁合金腐蚀的机理，并且采取各种措施来加以防治。

本文就对镁合金腐蚀的机理及其防腐措施的改进进行探讨。

一、镁合金腐蚀的机理1. 电化学腐蚀镁合金的腐蚀可以归纳为两类，一种是化学腐蚀，另一种是电化学腐蚀。

化学腐蚀是镁合金在一定条件下直接与氧气和水反应而发生的腐蚀，而电化学腐蚀则是在特定条件下，镁合金表面发生的电化学反应。

2. 腐蚀剂的作用腐蚀剂是导致镁合金腐蚀的重要因素，它可以使得镁合金表面形成锈蚀、裂纹、孔洞等缺陷，导致腐蚀加速。

目前认为导致镁合金腐蚀的腐蚀剂主要是盐酸、硫酸、硝酸等酸性物质。

3. 微观结构的影响微观结构是影响镁合金腐蚀的重要因素。

镁合金中存在大量的硬质相，如Mg17Al12、Mg2Si、MgZn2等，这些硬质相会形成电池对，使得材料的腐蚀速度加快。

同时，镁合金中的杂质和异质物也会使得腐蚀加速，因此在制备镁合金时，应尽量控制杂质和异质物的含量。

4. 温度、湿度和来流的影响环境中的湿度、温度和来流都会影响镁合金的腐蚀。

在高温和潮湿的环境中，镁合金的腐蚀速率会明显加快，而存在来流的区域，因为流体的冲蚀和离子的冲刷，也会导致腐蚀的加剧。

二、镁合金防腐措施的改进根据对镁合金腐蚀机理的认识，科研人员制定了多种防腐措施，包括表面处理、防腐涂层和添加合金元素等，这些措施不断得到改进和完善。

1. 表面处理表面处理是保护镁合金的最基本方法之一。

在表面处理中，人们主要采用阳极氧化法、电化学沉积法和化学沉积法等防腐技术。

阳极氧化法是目前应用最广泛的表面处理方法，它可以制备出均匀致密的陶瓷膜，从而有效地保护合金表面；电化学沉积法和化学沉积法则主要用于制备金属涂层或复合涂层。

镁合金表面处理技术的研究进展发布时间：2021-12-03T06:49:04.810Z 来源：《科学与技术》2021年第29卷19期作者：王涛1 刘海军2[导读] 镁合金是一种密度小、强度高的优质合金材料，王涛1 刘海军2陕西黄河集团有限公司陕西省西安市 710043摘要：镁合金是一种密度小、强度高的优质合金材料，在工业中应用广泛，随着科学技术和工业经济的快速发展，人们越来越重视镁合金的生产以及其表面处理方式，而其耐磨、耐蚀性差制约其发展，本文综述了近年来表面处理技术，总结了镁合金表面处理技术的研究进展，为铸造镁合金表面处理技术提供借鉴与参考。

关键词：镁合金；表面出来；耐腐蚀性1前言Mg及其合金是重要的金属材料之一，是目前已经得到应用的密度最小(约1.7g/cm3)的金属材料。

镁合金具有高比强度、高导热性、高导电性等优良性能，被广泛应用在交通工具、化学化工、航空航天等领域。

由于镁合金是轻合金材料能代替其他的金属材料来显著地提高宇宙飞船和车辆的速度，使其轻量化。

随着我国轨道交通产业的飞速发展，轨道交通车辆减重要求迫切。

如今，轻量化设计己是车体设计的发展趋势。

但是，镁合金的耐腐蚀性能差并且化学性质活泼，限制其在一些领域中的应用。

近些年来，国内外的研究者从不同的角度来提高镁合金抗腐蚀性能，主要包括：开发新合金及提高纯度、采用快速凝固技术限制有害杂质的危害及表面处理等。

一般来说，表面处理是比较容易实现的，同时对提高镁合金的表面性能也是效率最高的。

2镁合金表面处理工艺2.1化学转化法化学转化是利用化学转化膜完成镁合金表面处理的一种处理工艺。

根据溶液组成，目前使用的化学转化膜可分为稀土元素、有机酸、磷酸盐、锡酸盐、铬酸盐、高锰酸钾等。

在传统生产中，铬酸盐膜具有良好的致密结构，含铬组织结构水具有较强的自愈能力和超耐腐蚀性。

然而，利用铬生产化学膜时，其附件含有毒性，废水处理难度大，成本高，因此开发无铬转化技术迫在眉睫。

镁及镁合金的研究现状与进展张高会　张平则　潘俊德(太原理工大学表面工程研究所,太原　030024)摘　要:文献综述了镁及镁合金的性能特性,镁合金的合金系列,国内外镁合金的研究现状,镁合金表面处理的各种方法以及镁合金在航空航天、汽车工业、电子工业及民用各个领域的广泛应用,展望了镁合金的应用前景。

关键词:镁　镁合金　表面处理R esearch and Developments of Magnesium and Magnesium AlloysZHANG G aohui　ZHANG Pingze　PAN Junde(R esearch Insistute of Surface E ngineering of T aiyu an U niversityof T echnology,T aiyu an　030024)Abstract:The properties of m agnesi um and its alloy,a series of m agnesi um alloy and the recent progress i n our count ry and abroad have been respectively sum m arized i n this article.Besi des those,a variety of surf ace t reat ment methods of m agnesi um alloy and the w i de applications i n the f iel ds ofaviation,automobile and elect ronic i ndust ries were also i ncl uded.In the end the development pros2 pect were viewed.K ey w ords:m agnesi um,m agnesi um alloys,surf ace t reat ment 随着21世纪的到来,保护环境,实现可持续发展,已经成为世界各个国家共同关心的问题。

镁合金（AZ91D）表面热浸镀纯锡和巴氏合金层的研究镁合金是一种具备高回收利用率的环保型轻合金,它在航空航天、电子产品等方面具有广阔的运用前景,但其耐腐蚀及耐磨性能不高限制了该合金更为广发的应用。

本文以AZ91D为基材,在基体上经短时间的化学镀Ni（P）中间过渡层后,再通过热浸镀工艺在基体表面分别获得了纯锡及铅基巴氏合金镀层,论文研究了镀层间界面的结合情况以及镀层的耐腐蚀性、摩擦磨损性能。

得到以下结论：在以碱式碳酸镍为主盐的镀液中经10～15分钟的化学镀,可在工件表面形成一层完整的Ni（P）保护镀层,该膜能够有效减轻工件表面在浸镀过程中被氧化的程度,从而提高了表面与镀液的润湿性能。

自配的主要成份为NH4HC1与ZnCl₂的助镀剂能够有效去除热浸镀过程中产生的氧化膜,进一步增加镀液与基体的润湿性。

通过热浸镀工艺在基体表面成功获得了纯锡镀层与巴氏合金镀层,经检测界面间发生了明显的扩散现象,产生了金属间化合物过渡层,界面结合力良好。

对镀层结合处界面的研究表明,热处理对Ni（P）-Sn界面化合物有很明显的促进作用,化合物以Ni₃Sn₄为主。

在界面结合处形成的Ni-P化合物连续分布,阻止了Sn向基体的扩散,保证了保护层的厚度与基体的性能。

经220℃热处理1h的纯锡镀层在中性盐雾试验中超过72小时未出现腐蚀点,电化学极化曲线得出镀层自腐蚀电位比镁合金基体提高了约0.6V,表明纯锡镀层具有良好的耐腐蚀性能。

但过长时间的热处理件（热处理2h）耐蚀性能反而有所下降。

经检测表明,这是由于Ni-Sn化合物扩散到了工件表面,破坏了镀层的单相结构,同时使表面产生了微裂纹,从而造成镀层表面质量下降。

对纯锡镀层的摩擦试验表明纯锡层只在最初的几十秒时间内具有减磨作用。

巴氏合金镀层在10分钟的磨损试验中,低载荷0.5N下表现出明显的减摩耐磨性能,摩擦系数平均为0.145,远低于基体的0.397。