镁-锂-铝合金稀土-植酸转化膜的研究
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植酸浓度对AZ91D镁合金植酸转化膜性能的影响本文译自:Xiufang Cui, Ying Li, Qingfen Li, Guo Jin, Minghui Ding, FuhuiWang. Influence of phytic acid concentration on performance of phytic acid conversion coatings on the AZ91D magnesium alloy [J]. Materials Chemistry and Physics 111 (2008) 503–507学生:陈智昕指导老师:林碧兰(厦门理工学院机械工程系,厦门361024)【摘要】:本文在镁合金表面制备一种新型的环境友好型化学保护膜——植酸转化膜。
利用质量增重、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)光谱仪、电位极化法和电化学阻抗谱(EIS)分别研究植酸浓度对AZ91D镁合金表面植酸转化膜的形成过程、微观结构、化学状态和耐蚀性进行研究。
利用俄歇电子能谱(AES)分析转化膜中所有元素的深度分别。
试验结果表明,膜层的生长、微观结构、化学状态和耐蚀性都明显受植酸浓度影响。
浓度为5 g/L 时的膜层增重最大。
涂层的主要元素是镁,铝,氧,磷和碳,其中分布逐层深入。
在较高浓度的植酸溶液中形成的转化膜官能团与在低浓度植酸溶液中形成的转化膜官能团相比,成分与植酸成分更为接近。
在1-5 g/L 浓度溶液中形成的涂层是完整和均匀的,而浓度为20—50g/L时在相界上有一些微裂纹。
尽管在1—20g/L溶液中形成的涂层可以提高AZ91D镁合金转化膜的耐腐蚀性,但植酸浓度为5 g/L时所形成的涂层的耐蚀性最佳,其开路电流密度比未经处理的AZ91D镁合金降低了约6个数量级。
【关键词】:浓度、镁合金、植酸、转化膜1.引言镁合金作为最轻的金属结构材料,由于其低密度、高强度和刚度、优良的铸造性、优良的可加工性和阻尼性能,已被广泛应用于航空航天、汽车、家电等领域。
铝合金表面化学转化膜制备技术的研究进展为的课题介绍摘要本文对铝合金表面化学转化膜制备技术的研究进展进行了综述。
首先介绍了铝合金的应用领域和表面处理的重要性,然后详细讨论了不同制备方法对表面化学转化膜的形成和性能的影响,并总结了其特点和优势。
接着,重点介绍了几种常用的表面化学转化膜制备技术,包括阳极氧化、化学转化法、浸渍法和溶胶-凝胶法,并对它们的原理、工艺条件和应用进行了详细描述。
最后,展望了未来铝合金表面化学转化膜制备技术的发展方向和应用前景。
1.引言铝合金是一种重要的结构材料,广泛应用于航空、汽车、电子等领域。
然而,由于其本身的易氧化性和低耐蚀性,铝合金在使用过程中容易受到氧化、腐蚀等损害,降低了其性能和寿命。
为了增强铝合金的耐蚀性和耐磨性,改善其表面性能成为了一个重要的研究方向。
化学转化膜作为一种有效的表面处理方法,可以形成均匀、致密、具有一定厚度的膜层,能够提高铝合金的耐蚀性、耐磨性和附着力。
2.表面化学转化膜的形成和性能影响因素表面化学转化膜的形成和性能受多种因素影响,包括铝合金种类、表面处理方法、处理液组成、处理参数等。
不同的因素会对膜层的形貌、成分、厚度和性能产生不同的影响。
在制备工艺上,需要考虑溶液浓度、处理时间、温度等因素。
通过优化制备工艺条件,可以得到具有良好性能的表面化学转化膜。
3.阳极氧化法阳极氧化是一种常用的表面化学转化膜制备技术。
它通过电解处理,在阳极上形成氧化膜。
这种方法制备的膜层致密、均匀,可以提高铝合金表面的耐蚀性和耐磨性。
本节主要介绍了阳极氧化的原理、工艺步骤、工艺参数和应用。
4.化学转化法化学转化法是一种在化学反应条件下形成膜层的表面处理方法。
通过在特定的处理液中浸泡铝合金,可以使其产生化学反应,形成具有一定厚度的膜层。
本节介绍了几种常用的化学转化法,包括硫酸法、硫酸铝法和磷酸法,并分析了它们的原理、工艺条件和应用。
5.浸渍法浸渍法是一种简单、易行的表面化学转化膜制备技术。
镁合金化学转化膜成膜机理及其载波改性的研究的开题报告一、选题背景和意义随着现代工业技术的发展,轻量化、高强度、耐腐蚀等性能需求日益突出,镁合金作为新型轻质材料在航空、汽车、船舶、电子等领域有着广泛的应用前景。
但是,由于镁合金表面活泼,易氧化,加之镁合金特有的晶格结构和物理化学性质,导致在镁合金的加工、表面涂装等过程中,常常会出现膜层附着不牢固、生产效率低下、耐腐蚀性差等问题。
针对镁合金表面化学转化膜的形成机理及其性能改善问题,国内外研究者已经展开了广泛的研究。
目前已经发现了阴离子转化、阳离子转化、微电弧氧化等多种化学转化方法,并且取得了一定的进展。
然而,现有的化学转化方法存在着成膜速度慢、成膜温度高、成膜均匀性差等问题,限制了这些技术的实际应用效果。
因此,本文选取镁合金的化学转化膜成膜机理及其载波改性作为研究对象,旨在探究化学转化膜成膜机理及其存在的问题,进一步寻找优化方案,提高成膜速度、降低成膜温度、提高成膜均匀性,以提高材料的实用价值。
二、研究内容和方法研究内容:基于镁合金表面化学转化膜的成膜机理及其存在问题,对化学转化膜的成膜速度、成膜温度、成膜均匀性等进行研究,并探究表面载波对成膜性能的影响。
研究方法:1.采用SEM、AFM等表征技术对样品表面形貌、成分等进行分析。
2.采用电化学测试技术对样品表面性能进行评估。
3.采用复合载波技术及其他改良方案提高化学转化膜的成膜速度、降低成膜温度、提高成膜均匀性。
三、预期研究结果1.在化学转化膜成膜机理方面,进一步探究和发现镁合金表面化学转化膜的形成机理,揭示成膜过程中表面活性位点和离子交换机制的作用。
2.在化学转化膜改性方面,通过载波改性及其他改良方法,提高化学转化膜的成膜速度、降低成膜温度、提高成膜均匀性等性能,改善镁合金在工业应用中的使用效果。
3.本研究的成果将为解决目前化学转化膜技术在工业应用中存在的问题提供新思路和方案,具有一定的理论与实用价值。
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]。
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。
镁合金黑色化学转化膜工艺研究前言镁合金具有许多优良的性能,如良好的耐腐蚀、高比强度和良好的可塑性等。
近年来,镁合金在汽车、电子设备和航空航天等领域得到了广泛的应用。
然而,镁合金的表面易受到氧化和腐蚀的影响,因此需要进行表面处理。
其中一种常见的方式是进行化学转化,将其表面转化为致密的氧化膜,以保护其表面。
本文将探讨一种新型的工艺——镁合金黑色化学转化膜工艺。
工艺概述镁合金黑色化学转化膜工艺是一种利用化学反应,使镁合金表面形成一种黑色的转化膜的工艺。
该工艺可以改善其表面耐蚀性,并赋予其良好的观感。
该工艺的具体步骤如下:1.预处理:将镁合金表面进行脱脂、除磷和酸洗处理,以去除表面的油污和氧化物等杂质,确保表面干净。
2.转化处理:将经过预处理的镁合金表面浸入含有盐酸、硫酸、氯离子、硝酸铜和锌离子的处理液中,利用反应使镁合金表面上生成一层黑色的转化膜,然后用蒸馏水冲洗干净。
3.密封处理:将转化处理后的镁合金表面涂上一层具有密封性的有机物质,使其密封并改善其耐蚀性。
工艺优点镁合金黑色化学转化膜工艺具有以下优点:1.环保:该工艺使用的化学品少,几乎不会对环境造成影响。
2.经济:该工艺的成本相对较低,不需要采用成本高昂的涂层技术。
3.耐腐蚀性和观感:该工艺制成的镁合金表面具有致密的黑色转化膜,能很好地保护表面,并且观感良好。
工艺影响因素1.处理液配方:处理液的配方是影响该工艺的关键因素之一。
处理液中盐酸、硫酸、氯离子、硝酸铜和锌离子的浓度可以影响制备过程的速度和黑色转化膜的均匀性。
2.处理温度:处理温度影响转化膜的生成速度和质量。
较低的处理温度可能会延长转化时间。
较高的处理温度可能会导致转化膜质量下降。
3.处理时间:处理时间也是影响转化膜生成的重要因素。
过短的处理时间可能不足以使表面完全转化,而过长的处理时间则会浪费材料。
工艺缺陷与展望目前该工艺还存在一些缺陷和不足之处。
其中,制备的黑色转化膜的均匀性有待提高。
镁锂合金无铬转化膜的制备工艺研究张华;姚广春;王淑兰;车德会;刘振刚【期刊名称】《特种铸造及有色合金》【年(卷),期】2007(27)12【摘要】利用无铬化学转化技术来提高Mg-10Li-1Zn合金的抗腐蚀性能。
采用磷酸盐-高锰酸盐转化液,在合金表面形成一层均匀的化学转化膜。
用正交试验优选了转化液组分含量、温度及时间等工艺参数,并进一步分析了该无铬转化膜的显微结构。
结果表明,此转化膜的最佳工艺条件是KH2PO4为50g/L,KMnO4为40g/L,成膜温度为55℃,成膜时间为20min。
EDX测试结果显示,该转化膜主要由P、Mn、K、Mg和O元素构成。
动电位极化曲线结果表明,与传统的铬酸盐转化膜相比,该磷酸盐-高锰酸盐转化膜能够对Mg-10Li-1Zn合金提供更好的腐蚀防护。
【总页数】3页(P917-919)【关键词】镁锂合金;转化膜;磷酸盐-高锰酸盐;耐蚀性能【作者】张华;姚广春;王淑兰;车德会;刘振刚【作者单位】东北大学材料与冶金学院;东北大学理学院【正文语种】中文【中图分类】TG146.22【相关文献】1.镁锂合金无铬植酸化学转化膜研究 [J], 高丽丽;张春红;张密林;黄晓梅;江溪;王兴璞2.不锈钢鳞片涂料的性能特点及开发应用23钢铁表面氟铁酸钾转化膜技术研究24酸性钨酸盐转化液及在镁锂合金上形成转化膜的方法24镁锂合金钼酸盐与磷酸盐转化液及形成转化膜的方法25镁锌系合金磷化溶液及表面磷化处理方法26碳钢表面磷化处理液及镀镍封闭方法不锈钢鳞片涂料的性能特点及开发应用 [J],3.镁锂合金表面植酸转化膜制备及其腐蚀行为研究 [J], 邓磊;赵志伟;张曼;万震;王保杰4.镁锂合金表面锡酸盐转化膜的制备及腐蚀行为研究 [J], 张曼;万震;邓磊;赵志伟;王保杰5.镁锂合金无铬阳极氧化工艺 [J], 董国君;杨潇薇;王桂香;龚凡因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
AZ 31镁合金稀土转化成膜及其耐蚀性能的研究杨潇薇;王桂香;董国君;张密林;龚凡【期刊名称】《电镀与环保》【年(卷),期】2008(28)2【摘要】对AZ 31镁合金表面稀土转化处理的成膜工艺进行了初步研览.分析了不同的成膜工艺参数(稀土盐的质量浓度、成膜时间、成膜温度)对稀土转化膜的形成以及耐蚀性能的影响.扫描电镜分析不同成膜工艺形成的稀土转化膜表面形貌;用极化曲线研究转化膜的电化学腐蚀行为.结果表明:当转化液中铈的质量浓度为21.7 g/L时,膜的耐蚀性最好;成膜时间、成膜温度对膜的耐蚀性也有不同程度的影响.在本文研究的时闻范围内,处理时间长能获得更好的耐蚀性.【总页数】4页(P31-34)【作者】杨潇薇;王桂香;董国君;张密林;龚凡【作者单位】哈尔滨工程大学,材料科学与化学工程学院,超轻材料与表面工程教育部重点实验室,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学,材料科学与化学工程学院,超轻材料与表面工程教育部重点实验室,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学,材料科学与化学工程学院,超轻材料与表面工程教育部重点实验室,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学,材料科学与化学工程学院,超轻材料与表面工程教育部重点实验室,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学,材料科学与化学工程学院,超轻材料与表面工程教育部重点实验室,黑龙江,哈尔滨,150001【正文语种】中文【中图分类】TG174【相关文献】1.AZ31镁合金钕基转化膜工艺与耐蚀性能研究∗ [J], 赵丁藏;张丁非;孙静;余大亮;潘复生2.AZ31镁合金稀土转化成膜工艺研究 [J], 曹大勇3.AZ91镁合金表面稀土转化膜的制备及耐蚀性能研究 [J], 许越;陈湘;吕祖舜;李英杰4.稀土Gd对AZ31镁合金耐蚀性能的影响 [J], 刘军;张金玲;渠治波;于彦冲;许并社;王社斌5.稀土Ce和Nd对AZ31镁合金耐蚀性能的影响 [J], 余琨;黎文献;王日初;巢国辉因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
镁合金化学转化膜的研究进展周游;姚颖悟;吴坚扎西;刘伟星【摘要】综述了国内外镁合金化学转化膜处理工艺的现状,介绍了铬酸盐、磷酸盐、锡酸盐、钼酸盐、稀土金属盐和植酸盐化学转化膜的研究进展.对以上各种转化膜性能进行了评价,并对比了各种方法的优缺点.最后提出镁合金表面化学转化膜技术未来的发展方向.【期刊名称】《电镀与精饰》【年(卷),期】2013(035)005【总页数】4页(P15-18)【关键词】镁合金;化学转化膜;环保;耐蚀性【作者】周游;姚颖悟;吴坚扎西;刘伟星【作者单位】河北工业大学化工学院电化学表面技术研究室,天津300130;河北工业大学化工学院电化学表面技术研究室,天津300130;西藏大学理学院,西藏拉萨850000;机械工业第三设计研究院,重庆400039【正文语种】中文【中图分类】TG174.451引言镁在地球中的含量丰富,因具有优异的性能被广泛地应用于航空航天、汽车制造和电子工业等领域,镁合金产品对环境无污染,被认为是21世纪最富有开发和应用潜力的绿色工程材料。
但镁具有高的化学活性,极易被腐蚀而影响其表面形貌和力学性能,制约了镁合金材料工业应用和推广。
在冶金控制及新型合金开发取得决定性进展之前,通过各种表面处理技术来控制镁合金的腐蚀,是当前业界重要的研究课题。
镁合金表面防护处理的方法主要有化学转化、电镀、阳极氧化、微弧氧化及有机涂层等。
化学转化法制备工艺能耗少、成本低廉、容易操作及仿形能力强,同时化学转化膜可以提高涂层的结合强度。
1 铬酸盐转化膜采用铬酸盐或铬酸为基本成分的处理液,是镁合金化学转化膜处理常用的方法。
通过表层金属的自身转化生成某些氧化物或盐类使表面得以钝化[1-2]。
美国化学品Dow公司开发的Dow7工艺采用铬酸钠和氟化镁作为主要试剂。
由于镁合金的氧化而析氢,镁合金表面的pH升高而生成一层含Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)胶状薄膜层。
膜中的Cr(Ⅵ)可溶,有缓蚀效果,腐蚀时它首先被还原为不溶性的Cr(Ⅲ)而阻止腐蚀的进一步进行。
转化时间对AZ31 B镁合金植酸转化膜的影响高焕方;龙飞;谭怀琴;黄国文;孙强;陈汉林【摘要】Phytic acid conversion samples were formed on AZ31B magnesium alloy at different times.The anticorrosiveperformance,morphology and composition of the conversion samples were studied by hydrogen evolution method,Tafel analysis,SEM and EDS.The results indicated that the conversion time had obvious influence on the properties of the phytic acid conversion coating.The anticorrosive performance of the samples increased with increasing the conversion time when the conversion time was short.When the conversion time was 40 min the conversion sample had the best anticorrosive performance.After this time,the anticorrosive performance of the samples reduced with the increase of conversion time.The main elements of the coating wereMg,Al,Zn,O and P. The conversion coating also had a few cracks,and a thin coating was formed on the crack.Furthermore,hydrogen evolution method,Tafel analysis and kinetics analysis showed that the phytic acid conversion sample had better corrosion resistance than untreated sample.%采用析氢试验、Tafel分析方法及SEM、EDS对AZ31 B镁合金在植酸溶液中不同时间所形成转化膜的性能、表面微观结构及成分进行了研究。