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镁合金的一些知识（三）防腐蚀方法化学转化处理镁合金的化学转化膜按溶液可分为：铬酸盐系、有机酸系、磷酸盐系、KMnO4系、稀土元素系和锡酸盐系等。
传统的铬酸盐膜以Cr为骨架的结构很致密，含结构水的Cr 则具有很好的自修复功能，耐蚀性很强。
但Cr具有较大的毒性，废水处理成本较高，开发无铬转化处理势在必行。
镁合金在KMnO4溶液中处理可得到无定型组织的化学转化膜，耐蚀性与铬酸盐膜相当。
碱性锡酸盐的化学转化处理可作为镁合金化学镀镍的前处理，取代传统的含Cr、F或CN等有害离子的工艺。
化学转化膜多孔的结构在镀前的活化中表现出很好的吸附性，并能改镀镍层的结合力与耐蚀性。
有机酸系处理所获得的转化膜能同时具备腐蚀保护和光学、电子学等综合性能，在化学转化处理的新发展中占有很重要的地位。
化学转化膜较薄、软，防护能力弱，一般只用作装饰或防护层中间层。
阳极氧化阳极氧化可得到比化学转化更好的耐磨损、耐腐蚀的涂料基底涂层，并兼有良好的结合力、电绝缘性和耐热冲击等性能，是镁合金常用的表面处理技术之一。
传统镁合金阳极氧化的电解液一般都含铬、氟、磷等元素，不仅污染环境，也损害人类健康。
近年来研究开发的环保型工艺所获得的氧化膜耐腐蚀等性能较经典工艺Dow17和HAE有大程度的提高。
优良的耐蚀性来源于阳极氧化后Al、Si等元素在其表面均匀分布，使形成的氧化膜有很好的致密性和完整性。
一般认为氧化膜中存在的孔隙是影响镁合金耐蚀性能的主要因素。
研究发现通过向阳极氧化溶液中加入适量的硅-铝溶胶成分，一定程度上能改善氧化膜层厚度、致密度，降低孔隙率。
而且溶胶成分会使成膜速度出现阶段性快速和缓慢增长，但基本上不影响膜层的X射线衍射相结构。
但阳极氧化膜的脆性较大、多孔，在复杂工件上难以得到均匀的氧化膜层。
金属涂层镁及镁合金是最难镀的金属，其原因如下：（1）镁合金表面极易形成的氧化镁，不易清除干净，严重影响镀层结合力；（2）镁的电化学活性太高，所有酸性镀液都会造成镁基体的迅速腐蚀，或与其它金属离子的置换反应十分强烈，置换后的镀层结合十分松散；（3）第二相（如稀土相、γ相等）具有不同的电化学特性，可能导致沉积不均匀；（4）镀层标准电位远高于镁合金基体，任何一处通孔都会增大腐蚀电流，引起严重的电化学腐蚀，而镁的电极电位很负，施镀时造成针孔的析氢很难避免；（5）镁合金铸件的致密性都不是很高，表面存在杂质，可能成为镀层孔隙的来源。
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。
DOI: 10.19289/j.1004-227x.2020.23.008 AZ91D镁合金无铬化学转化膜的性能王向荣（上海市普陀区绥德路789号，上海200331）摘要：采用由钛盐、无机酸和有机酸组成的溶液，在AZ91D镁合金表面制备了无铬化学转化膜。
用附带能谱仪的扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪研究了转化膜的形貌和成分，通过极化曲线和盐雾试验评定转化膜的耐蚀性，采用划格试验检测转化膜的结合力，考察了不同pH的化学转化溶液在0 °C和40 °C条件下的稳定性。
结果表明，所得到的灰白色化学转化膜主要成分为铝、镁和钛，其耐蚀性和结合力良好，最佳的pH范围是5.5 ~ 6.5。
关键词：铸造镁合金；无铬化学转化膜；耐蚀性；结合力中图分类号：TG178 文献标志码：A 文章编号：1004 – 227X (2020) 23 – 1643 – 05 Properties of chromium-free conversion coating on AZ91D magnesium alloy // WANG XiangrongAbstract: A chromium-free chemical conversion coating was prepared on the surface of AZ91D magnesium alloy in a solution composed of titanium salt, inorganic acid, and organic acid. The morphology and composition of the conversion coating were studied by scanning electron microscope (SEM) with energy-dispersive spectrometer (EDS) and X-ray photoelectron microscope. The corrosion resistance of the conversion coating was evaluated by polarization curve measurement and salt spray tests. The adhesion strength of the conversion coating was examined by cross-cut test. The stability of the chemical conversion solution with different pHs at 0 °C and 40 °C was investigated. The results showed that the main elements of the gray-white chemical conversion coating are Al, Mg, and Ti. The corrosion resistance and adhesion strength of the coating are good. The optimal pH range of the chemical conversion solution is 5.5 to 6.5.Keywords: die-cast magnesium alloy; chromium-free chemical conversion coating; corrosion resistance; adhesion Author’s address: No.789 Suide Road, Putuo District, Shanghai 200331, China由于镁在地球上的含量丰富，而且镁在工程金属中最显著的特点是质量轻，还具有比强度高、比刚度高、减震性能好、抗辐射能力强等一系列优点，因此开发利用镁合金产品是当今世界发展的潮流。
镁合金表面磷酸盐转化膜的研究进展
陈君;兰祥娜;程绍琼
【期刊名称】《西华大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2016(035)002
【摘要】综述适用于镁合金的各种磷酸盐化学转化膜的性质特点及研究进展,介绍生物医学用镁合金表面磷酸盐转化膜的研究现状,分析镁合金磷酸盐化学转化膜研究存在的问题,在此基础上指出在今后的研究中,应加强不同种类膜的控制工艺、成膜机制、腐蚀机制等方面的工作.
【总页数】7页(P6-12)
【作者】陈君;兰祥娜;程绍琼
【作者单位】西华大学先进材料及能源研究中心,四川成都610039;西华大学材料科学与工程学院,四川成都610039;西华大学材料科学与工程学院,四川成都610039
【正文语种】中文
【相关文献】
1.AZ31镁合金表面磷酸盐-高锰酸盐化学转化膜性能的试验研究 [J], 周蕾玲;马立群;丁毅
2.AZ31镁合金表面铈掺杂锌钙磷酸盐化学转化膜的腐蚀性能 [J], 曾荣昌;胡艳;张芬;黄原定;王振林;李硕琦;韩恩厚
3.镀液温度对AZ31镁合金表面锌钙系磷酸盐转化膜耐蚀性的影响 [J], 曾荣昌;兰自栋
4.AZ31镁合金表面铈掺杂锌钙磷酸盐化学转化膜的腐蚀性能 [J], 曾荣昌;胡艳;张芬;黄原定;王振林;李硕琦;韩恩厚;
5.镁合金表面磷酸盐-高锰酸盐转化膜的制备与耐蚀性能 [J], 王吉会;袁静;管瑜赟;李海琴
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镁合金化学转化膜的耐腐蚀性能研究作者：***来源：《现代盐化工》2021年第01期摘要：在密度、强度以及刚度等方面，镁合金有一定的优势，因此被大量应用在航空航天、汽车以及机械等领域，在日用品以及通信器材中的应用也得到了良好的发展。
然而，性质活泼的镁合金极易受到环境的腐蚀，因此，一直无法加强对其的开发使用。
近几年，以往在化学转化阶段采用的处理方法中出现了各种问题，大部分学者在化学转化阶段采用了无毒植酸这一处理液来处理镁合金表面，但是目前在国内外的突破并不大。
因此，在耐腐蚀性能方面对镁合金化学转化膜进行研究分析，以供参考。
关键词：镁合金;化学转化膜;耐腐蚀性能本研究通过KMnO4和Na3PO4的结合，实现了对化学转化溶液的基本组成，两者质量浓度分别为50、100 g/L，并添加了6 g/L缓蚀剂的缓冲剂，所获取的化学转化膜来自AZ31镁合金，在转化阶段采用植酸处理液，从合金成膜以及耐腐蚀性能方面，对AZ31合金的pH、温度以及转化时间等影响因素进行了分析，并采用扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）对其进行观察，得知3.5% NaCl溶液对植酸膜的侵蚀，能够起到愈合的作用。
通过这两种方式能够获取光滑度、致密分布比铬酸膜更好的转化膜。
1 实验材料与方法本研究所采用的合金中包含镁、铝、锌这3种材料，其中，AZ31、AZ91都采用了30 mm×20 mm的规格。
非工作面的自凝固采用了牙托粉和牙托水。
實验工艺按照以下流程：试样、打磨、水洗、无水乙醇除油、水洗、生产化学转化膜、水洗以及干燥。
将水去离子后作为转化处理液，将水浴加热器作为恒温装置，将转化膜浸泡在室温下的水溶液—3.5%的NaCl中进行耐腐蚀性测试。
通过扫描电镜Philips XL30，能够实现对其形貌的观察，并通过对SEM能谱仪的配置，分析了转化膜元素。
1.1 铬酸处理工艺条件：在30 ℃的室温下分别对质量浓度为12、33 g/L的Cr2O3以及NH4H2PO4进行了10 min的处理[1]。
AZ31镁合金双稀土转化膜的制备及其性能研究的开题报告一、选题背景与意义随着社会的发展和技术的逐步进步，材料科学领域的研究正在不断地深入和发展。
镁合金作为一种优良的结构材料，因其优良的物理化学性能，在航空航天、汽车制造、电子设备等领域得到广泛应用。
但是，镁合金的低刚度、低屈服点和易腐蚀等缺点限制了其应用范围的扩大。
因此，提高镁合金的力学性能和耐腐蚀性能，是当前镁合金研究的热点。
双稀土转化膜是一种优良的表面处理方式，可以使得镁合金具有更好的耐腐蚀性能和力学性能。
目前，已经有一些研究成果表明，通过在镁合金表面制备双稀土转化膜，可以使得镁合金的耐腐蚀性能提高1-2个数量级，力学性能也会得到较大的提高。
因此，研究基于双稀土转化膜的镁合金表面处理技术，将具有重要的应用价值和研究意义。
二、研究目标与内容本课题的研究目标是：研究基于双稀土转化膜的镁合金表面处理技术在AZ31镁合金上的制备方法及其性能表征，并探究制备过程中的反应机理，为进一步提高双稀土转化膜的制备效率和性能提供科学依据。
具体的研究内容包括：1. 基于循环电位法制备AZ31镁合金双稀土转化膜，研究制备过程中的影响因素，优化制备工艺。
2. 利用SEM、XRD、EDS等表征手段对制备的双稀土转化膜进行表征，分析膜的微观结构和化学成分。
3. 通过极化曲线和腐蚀失重试验等手段，对比研究双稀土转化膜处理前后AZ31镁合金的耐腐蚀性能。
4. 利用拉伸试验、硬度测试等手段，比较研究双稀土转化膜处理前后AZ31镁合金的力学性能。
三、研究计划与进度安排1. 第一阶段：查阅文献，了解AZ31镁合金双稀土转化膜的研究现状和相关知识，明确研究思路和工作计划。
时间安排：2周。
2. 第二阶段：设计AZ31镁合金双稀土转化膜的制备方法，搭建实验平台，收集测试用样品。
时间安排：2周。
3. 第三阶段：进行制备双稀土转化膜的实验，探究反应机理，并进行优化工艺。
时间安排：4周。
4. 第四阶段：利用SEM、XRD、EDS等表征手段对双稀土转化膜进行表征，分析膜的微观结构和化学成分。
综述·专论镁合金的应用及其表面处理研究进展慕伟意,李争显,杜继红,奚正平(西北有色金属研究院,西安710016) [摘 要] 镁合金质轻,具有许多优良的性能,应用日益受到关注,但耐磨、耐蚀性差却制约着其广泛应用,需进行合适的表面处理以提高防护性能。
综述了镁合金的主要应用及其表面处理研究的进展。
目前,镁合金已广泛应用于汽车、电子、航空、航天等领域,所采取的表面处理方法主要有化学处理、阳极氧化、金属涂层、有机涂层、微弧氧化等,重点介绍了镁合金微弧氧化的研究进展,并基于在这方面所做的研究工作分析了今后镁合金微弧氧化研究的发展趋势。
最后,提出了今后镁合金表面处理研究的发展方向。
[关键词] 镁合金;耐蚀性;表面处理;微弧氧化[中图分类号]TG174.4;TG146.2 [文献标识码]A [文章编号]1001-3660(2011)02-0086-06Application and Surface Treatment Research Progress of Magnesiu m AlloysMU W ei -yi ,LI Zheng -xian ,DU Ji -hong ,XI Zheng -ping(No rthw est Institute for Nonferrous Me tal Research ,Xi 'an 710016,China )[Abstract ] M agnesium (M g )alloys are promising materials for a number of applications due to their combination of low density and lots of excellent properties ,however ,the relatively high corrosion susceptibility and poor wear resist -ance of M g alloys prevent thei r widespread use in many fields ,it is necessary t o utilize suitable surface t reatment to pro -mote t heir properties .T he application and surf ace t reat ment research prog ress of M g alloys are described .U p t o date ,M g alloys are being increasingly applied to various indust ries like auto ,elect ron ,aviation and spaceflight ,etc .,a good number of surface modification procedures such as chemist ry t reatment ,anode oxidation ,micro -arc oxidation (M A O ),et c .have been developed and used wi th a reasonable deg ree of success in different applications .The progress of t he M AO t reatment on M g alloys are emphasized to be introduced ,t he development t rend of the M A O treatment on M g al -loys in f uture is analysed basing on the aut hor 's research w ork about the M AO t reatment on M g alloys ;In the last part of the paper ,the prospect of surface treatment research and development of M g alloys in fut ure is present ed .[Key wor ds ] magnesium alloy s ;corrosion resist ance ;surf ace t reatment ;micro -arc oxidation[收稿日期]2011-01-12;[修回日期]2011-02-19[作者简介]慕伟意(1974-),男,江西人,博士,工程师,主要研究方向为金属材料表面改性及涂层、微弧氧化技术。
２０１１年１１月 电镀与环保 第３１卷第６期（总第１８２期） ・１・ ・综 述・ 溶胶改善镁合金化学转化膜的研究进展
Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｃｏａｔｉｎｇ ｏｆ Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ Ａｌｌｏｙ ｂｙ Ｓｏｌ
赵瑞强。邵忠财，姜海涛 （沈阳理工大学材料科学与工程学院，辽宁沈阳１１０１６８） ＺＨＡＯ Ｒｕｉ・ｑｉａｎｇ， ＳＨＡＯ Ｚｈｏｎｇ－ｃａｉ， ＪＩＡＮＧ Ｈａｉ—ｔａｏ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｌｉｇｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １ １ ０ １ ６ ８，Ｃｈｉｎａ）
摘要： 镁合金表面化学处理的方法包括：铬酸盐转化、磷酸盐转化、氟锆酸盐转化、锡酸盐转化、稀土转化等。处理后的转化 膜存在孔隙，有微裂纹，需要进行封孔处理，可通过溶胶改善镁合金的转化膜。对涂覆后的化学转化膜进行热处理或采用微 弧氧化处理，可以提高溶胶与膜层的结合力与耐蚀性。 关键词：镁合金；化学转化膜；溶胶；耐蚀性；热处理；结合力；微弧氧化 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｔｒｅａｔｉｎｇ ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｌｏｙ ｓｕｒｆａｃｅ ｉｎｃｌｕｄｅ ｃｈｒｏｍａｔｅ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，ｐｈｏｓｐｈａｔｅ， ｆｌｕｏｒｏｚｉｒｃｏｎａｔｅ，ｓｔａｎｎａｔｅ，ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｓ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ．Ｔｈｅ ｔｒｅａｔｅｄ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｃｏａｔｉｎｇｓ ｈａｖｅ ｐｏｒｅｓ ａｎｄ ｍｉｃｒｏ—ｃｒａｃｋｓ，ＳＯ ａ ｓｅａｌｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｉｓ ｎｅｅｄｅｄ．Ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｃｏａｔｉｎｇ ｏｆ ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｌｏｙ ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｐｏｒｏｓｉｔｙ ｃａｎ ｂｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｂｙ ｓｏ１． Ｔｈｒｏｕｇｈ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｒ ＭＡＯ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏａｔｅｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｆｉｌｍ，ｔｈｅ ｂｉｎｄｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｏ［ａｎｄ ｔｈｅ ｆｉｌｍ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｌｍ ｃａｎ ｂｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ．． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｌｏｙ；ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｆｉｌｍ；ｓｏｌ；ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｂｉｎｄｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ；ＭＡＯ 中图分类号：ＴＱ １５３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００—４７４２（２０１１）０６—０００１～０４
０ 前言 镁合金的比强度、比刚度、耐磨性、减振性能、磁 屏蔽性能优于铝合金，使得镁合金的应用前景非常 广阔［１］。但镁的电位很低，化学性质活泼，制约了镁 合金的开发和应用。因此研究如何提高镁合金的耐 蚀性有着极其重要的意义 ］。 化学转化膜可以有效提高镁合金的耐蚀性，且 该工艺所需设备小、占地少、操作简单、能耗低、成本 低廉，因而化学转换膜的应用得到了很大的发展，开 发了多种转化膜工艺［３］。但制成的各种转化膜的膜 层存在不同程度的缺陷，效果不是很理想，需要对其 进行后处理。溶胶可有效改善镁合金化学转化膜的 性能。 １ 常规镁合金化学处理方法与不足 １．１铬酸盐转化膜 铬酸盐转化膜的应用已有较长的历史Ⅲ，所得 膜层的致密性高，耐蚀性能较好。 但铬酸盐转化膜仍有许多不足，主要在于：（１） 最初形成的胶状物比较软，需要在８Ｏ℃的环境下热 处理才能使转化膜变硬，并提高其耐磨性；干燥后的 膜有显微裂纹，且六价铬将丧失自修复性能；（２）处 理液中含有六价铬，对人体有害且污染环境，环保法 严格限制其应用。因此铬酸盐工艺正逐步被取代。 １．２磷酸盐（高锰酸盐）转化膜 磷酸盐转化是一种新型无铬化学转化处理工 艺＿５］。根据不同的磷酸盐组成，镁及镁合金在适当 的条件下同以可溶性磷酸盐为主体的溶液相接触 时，能在其表面形成两种不同的膜层 ］。 目前，磷酸盐转化膜通常采用磷酸盐与高锰酸 盐组成的体系。Ｔａｋａｙａ Ｍ等＿７ 在以高锰酸钾为主 要成分的溶液中处理ＡＺ ９１Ｄ镁合金时，通过添加 ＮａｚＢ Ｏ 和盐酸调整溶液的ｐＨ值至中性或碱性， 获得的转化膜具有与铬酸盐转换膜相当的耐蚀性 能。Ｕｍｅｈａｒａ Ｈ等＿８］研究了一种高锰酸钾体系，样 品通过活化后，浸入含有高锰酸钾和氢氟酸的处理 液中，镁合金表面形成的转化膜薄且呈非晶态结构， 膜的组成含ＭｇＦ 、氢氧化物和镁的氧化物。金华 兰等＿９ 研究了一种改进后的磷酸盐一高锰酸盐表面 处理工艺，溶液的ｐＨ值在１．３～２．０，温度为６Ｏ～ ８Ｏ℃，时间为３～１５ ｒａｉｎ。处理后的试样表面膜层 为棕红色，该膜层比单纯的磷化膜更均匀、致密，其 附着力、耐蚀性、耐潮湿性等性能与单纯的磷化膜相 Ｅｌｅｃｔｒ０ｐｌａｔｉｎｇ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｖ０Ｉ．３１ Ｎｏ．６
比提高了数１０倍。 磷酸盐转化膜的不足在于：（１）溶液消耗过快， 需要不断校正溶液的浓度与酸度；（２）磷酸盐转化 膜的膜层厚度与附着力很难同时达到要求；（３）经 磷酸盐转化处理的镁合金表面形成一种非金属的、 多孔的磷酸盐膜，其孑Ｌ隙率较大，还会存在一些裂 纹，需要进行后处理；（４）采用磷酸盐一高锰酸盐体 系获得的化学转化膜呈棕红色，为进一步着色增加 了困难，且在处理过程中因高锰酸钾是一种很强的 氧化剂，易被还原，导致溶液不稳定，工艺较难控制。 １．３锡酸盐转化膜 经锡酸盐转化处理后的镁合金化学转化膜几乎 是透明的，外观均匀、平整，厚度在５肚ｍ左右，表面 有光泽，易于装饰。 霍宏伟等Ⅲ】０＿研究了ＡＺ ９１和ＺＣ ７１镁合金的 锡酸盐转化膜。经处理后所得镁合金的表面膜层厚 度在２～５ ｍ之间，主要成分是锡酸镁，耐蚀能力 明显提高。Ｅｌｓｅｎｔｒｉｅｃｙ等［１ 讨论了酸洗对ＡＺ ９１Ｄ 镁合金化学转化处理的影响。结果表明：用不同的 酸洗液清洗，镁合金基体的溶解部位不同，所得膜层 的质量也不同。 锡酸盐转化膜的不足在于：膜层的柔韧性、耐摩 擦性和耐蚀性较差，使得材料得不到有效防护。 １．４氟锆酸盐转化膜 以氟锆酸盐处理镁合金已有了一些实际应用。 郭敏等口 采用氟锆酸盐加某些金属离子进行研究， 溶液的ｐＨ值为３．５，温度为７５～８Ｏ℃，转化时间为 ３０ ｍｉｎ。通过此工艺制成的化学转化膜表面均匀、 平整，呈白色。 氟锆酸盐转化膜的不足在于：（１）氟锆酸盐转 化处理液对硬水或前道水洗液引起的污染比较敏 感，处理前必须用去离子水清洗；（２）氟锆酸盐转化 膜的膜层有孔，呈非晶态，不适用于恶劣的环境，在 恶劣的环境中不能提供足够的防护作用，需要进行 后处理。 １．５有机化合物转化膜 有机化合物转化膜的研究与应用越来越受重 视。Ｋａｋｉｚａｋｉ等ｌ＿１胡研究了镁合金在含Ｚｎ，Ａｌ，Ｔｉ等 金属的有机化合物溶液中的转化处理，得到的镁合 金转化膜可提高其耐蚀性。 Ｚｕｃｃｈｉ Ｆ等 采用植酸与Ｔｉ，Ｚｒ等金属配位 后，在镁合金表面形成了一层致密的单分子保护膜， 提高了镁合金的耐蚀性。郑润芬等＿１ 采用植酸对 ＡＺ ９１Ｄ镁合金进行化学转化处理后，与传统的铬 酸盐转化膜相比，其电化学性能显著提高。 有机化合物转化膜的不足在于：同磷酸盐转化 处理液一样消耗过快，ｐＨ值影响大，成膜质量不易 控制。 １．６稀土转化膜 稀土转化处理是一种新型的表面化学处理方 法。Ｄａｂａｌａ等口 研究了由ＣｅＣ１。／Ｈ Ｏ。体系组成 的处理液，通过转化处理得到了铈的转化膜。结果 表明：镁合金的铈转化膜表面并不均匀。许越等口 采用浸渍法研究了镁合金表面稀土转化膜技术。分 析表明：稀土转化膜具有双层结构，内层紧靠基体且 致密，外层多孔。Ｌｉｎ等ｌ＿ｌ ｓ＿研究了在温度为３０℃， ｐＨ值为５．２，浓度为５０ ｍｍｏｌ／Ｌ的Ｃｅ（ＮＯ。）。溶液 中浸泡２Ｏ ｍｉｎ后得到的镁合金稀土转化膜，认为转 化膜由镁、铝、铈的氧化物或氢氧化物组成。 稀土转化膜的不足在于：（１）转化膜的外层多 孔，不利于防蚀；（２）转化膜经长时间的实验会恶 化，这种膜的耐蚀性能只是暂时的；（３）膜层较薄， 对基体的保护作用有限。 １．７其他转化膜 比较常用的镁合金化学转化处理方法还有 钼／钨酸盐化学转化、钴酸盐化学转化等。 李光玉等ｌ＿１ 研究了将镁合金放人含有钼、钨、 钒等贵金属含氧酸的化学转化液中，将其ｐＨ值调 整至２～６，在镁合金表面形成转化膜，且膜层较厚。 Ｓｃｈｒｉｅｖｅｒ等 采用含Ｃｏ”的配位物溶液处理 镁合金，经该溶液处理后的镁合金有三层结构：外层 是钴的氧化物，中间层是镁和钴的氧化物，内层是镁 的氧化物。经处理后所得膜层的耐蚀性较好。 此类转化膜的不足在于：膜层较疏松，有一定的 孔隙率。
２溶胶改善镁合金化学转化膜的研究 溶胶微粒的尺寸一般在几纳米至几十纳米之 间，其具有纳米粒子的共性：表面与界面效应、小尺 寸效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等。这 样就使得溶胶微粒在转化膜层中起到纳米粒子的作 用，赋予膜层一些特性，提高膜层的性能。 常用的方法为溶胶一凝胶法，该方法是用含高化 学活性组分的化合物作前躯体，在液相下将这些原 料混合均匀，再进行水解、缩合反应，在溶液中形成 稳定的透明状胶体。溶胶经过陈化，胶粒间缓慢聚 合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满 了失去流动性的溶剂。凝胶经过干燥、烧结、固化制 ２０１１年１１月 电镀与环保 第３１卷第６期（总第１８２期） ・３・ 备所需材料。溶胶一凝胶工艺适于制备薄膜陶瓷材 料，将溶胶一凝胶工艺和化学转化膜技术相结合，对 转化膜进行后处理，可提高转化膜的耐蚀性能。 Ｋｈｒａｍｏｖ Ａ Ｎ等ｌ＿２ 在ＡＺ ３１Ｂ镁合金磷酸盐化学 转化膜上涂覆了有机硅溶胶，并通过电化学电位变 化和电化学阻抗谱分析了ＡＺ ３１Ｂ复合膜的耐蚀性 能，均比磷酸盐转化膜的耐蚀性能有所提高。 化学转化膜是一种多孔材料，其有一定的孔隙。 在镁合金化学转化膜表面涂覆溶胶可起到封孔的作 用，进一步提高镁合金的耐蚀性。Ｈｕ Ｊ Ｙ等 在 ＡＺ ９１Ｄ镁合金钼酸盐转化膜上分别涂覆了硅溶胶、 矽溶胶，并进行电化学检测。结果表明：处理后的镁 合金钼酸盐化学转化膜的耐蚀性有了明显的提高。 通过溶胶一凝胶法对镁合金化学转化膜进行封孔处 理，制备复合膜，可以改善转化膜的性能。 此外，已有一些人采用微弧氧化对涂覆后的膜 层进行处理。结合微弧氧化局部放电产生的高温， 可将溶胶粒子固化，使得涂覆溶胶后的膜层的性能 更佳。 ２．１ 涂覆方法 （１）通过对镁合金化学转化膜进行溶胶浸渍提 拉，可使镁合金化学转化膜表面的胶体涂覆均匀，为 后处理做好基础。蔡启舟等＿２ 采用浸渍提拉法在 镁合金化学转化膜上涂覆二氧化硅胶体。结果表 明：浸渍提拉３～５次效果较好。 （２）姜鹏 采用机械处理法在镁合金化学转 化膜上涂覆胶体，如使用匀胶机，其转速在８ ０００ ｒ／ｒａｉｎ。实验过程为：将匀胶机的转速调至８ ０００ ｒ／ｒａｉｎ，干燥温度为６０℃，甩胶层数为５层，在 ＡＺ ９１Ｄ镁合金化学转化膜上涂覆了较均匀的胶体。 此外，也可采用提拉机进行处理。 ２．２涂覆溶胶的类型 （１）单一溶胶，即：在镁合金化学转化膜上涂覆 单一的溶胶，进行封孔处理。常使用的溶胶有二氧 化硅溶胶、二氧化锆溶胶、二氧化钛溶胶、硅溶胶、矽 溶胶以及可赋予转化膜特殊功能的银溶胶等。 溶胶一凝胶涂层存在开裂的现象。方平安等 ｓ］ 研究了溶胶一凝胶制备二氧化硅薄膜的开裂问题，在 普通钠钙玻璃基片上做了预试，对过程中薄膜的开 裂问题进行了详细的分析和研究。结果表明：溶胶 的组成与凝胶干燥和热处理过程中的应力不均是开 裂的主要原因。借助ＤＴＡ，ＩＲ，高倍光学显微镜等 手段，通过调整原料配比、控制干燥过程的相对湿 度、调节热处理中的升温速率较好地解决了开裂问 题，得到了均匀、不开裂的二氧化硅薄膜。 为解决溶胶一凝胶涂覆过程中的开裂问题，还可 在涂覆胶体时添加成膜促进剂（如聚乙二醇和 ＤＭＦ），能很好地解决成膜时的开裂问题。 （２）混合溶胶，即：按比例将两种溶胶均匀地混 在一起，然后再涂覆于镁合金化学转化膜上。在制 备混合溶胶时，如果使用成膜促进剂，在镁合金化学 转化膜上涂覆的溶胶会更加均匀。常用的混合溶胶 有：ＴｉＯ 一ＳｉＯ２，ＺｒＯ 一ＳｉＯ ，ＴｉＯ２一Ａｇ等。混合溶胶 涂膜可以很好地解决单一溶胶的不足，提高镁合金 化学转化膜的性能。朱明等 。 在镁合金转化膜上 涂覆ＳｉＯ ／有机硅溶胶，制备出复合化学转化膜层。 结果表明：镁合金化学转化膜的耐蚀性得到了很大 程度的提高。 （３）含添加剂的溶胶。将一些能提高镁合金性 能的元素添加到溶胶中制备出具有特殊性能的复合 溶胶，可从多方面提高镁合金化学转化膜层的性能。 常添加的元素有：稀土元素，Ｎｉ，Ａｇ，Ｆｅ等。通过添 加这些元素显著地提高了镁合金表面膜层的性能。 苏会东等ｌ２ 在钛的微弧氧化膜上通过涂覆含铁离 子的溶胶，制出含铁的ＴｉＯ。／Ｔｉ薄膜，经过煅烧处 理后显著提高了微弧氧化膜层的性能。 ２．３复合膜层的热处理 姜鹏［２ 分别对ＴｉＯ 一ＳｉＯ２溶胶及ＺｒＯ 一ＳｉＯ 溶 胶制备的复合膜层进行３００℃和４００℃的热处理， 不破坏化学转化膜层。凝胶粉末在３００℃热处理后 开始结晶，ＴｉＯ 形成了锐钛矿结构和板钛矿结构， ＳｉＯ 仍为非晶态。ＴｉＯ。一ＳｉＯ。凝胶粉末在４００℃热 处理后，膜层表面的开裂明显缓解，收缩变小。经热 处理后的膜层，耐蚀性明显提高。ＺｒＯ。一ＳｉＯ。复合 膜层经热处理后其耐蚀性更加稳定，ＺｒＯ。涂层具有 良好的抗高温氧化性能，可以提高镁合金化学转化 膜的耐热性。 综上所述，在镁合金化学转化膜上采用溶胶一凝 胶工艺对膜层进行封孔处理，经过封孔处理后的化 学转化膜还需进行热处理。通过上述处理后得到的 化学转化膜在耐蚀性等方面有了很大的提高。 ２．４ 复合涂层的微弧氧化处理 微弧氧化技术对于镁合金的表面改性具有显著 的优势，腐蚀实验表明：微弧氧化处理的效果最好。 很多学者及专家都研究了微弧氧化的成膜规律及过 程，但将微弧氧化应用在镁合金化学转化膜后处理 上的研究不是很多。 通过对涂覆溶胶的镁合金化学转化膜进行微弧
