镁合金锌系磷酸盐化学转化膜的研究

目的优化镁合金锌系磷酸盐化学转化膜的制备工艺。方法制备锌系磷酸盐化学转化膜,采用点滴实验、电化学测试对化学转化膜进行耐蚀性评价,并通过激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对膜层进行表征,研究主盐、温度和添加剂对镁合金锌系磷酸盐化学转化膜的影响。结果转化溶液中氧化锌、磷酸、氟化钠、酒石酸钠的浓度对转化膜的耐蚀性和膜厚具有较大影响,在一定浓度范围内,转化膜的耐蚀性随浓度的增加而增大。转化膜耐蚀性随温度的升高先增加后下降,50℃时点滴时间达到59 s,膜层相对致密,缝隙较小。选取的添加剂中,EDTA能明显提高膜层的耐蚀性,膜层均匀致密,加入0.3 g/L EDTA的转化膜的腐蚀电位比未加添加剂的转化膜正移0.05 V,点滴时间提高到68 s。镁合金锌系磷酸盐转化膜主要成分为Zn_3(PO_4)_2+Zn_2Mg(PO_4)_2+AlPO_4+Al_(12)Mg_(17)。转化膜的电化学阻抗半径大,自腐蚀电流密度低(2.594×10~(-6) A/cm~2),腐蚀电位正移较明显,耐蚀性更好。转化膜粗糙度小(2.396μm),平整光滑。结论镁合金锌系磷酸盐转化最优配方及工艺为:氧化锌2.0 g/L,磷酸12 g/L,氟化钠1.0 g/L,酒石酸钠4.0 g/L,EDTA 0.3 g/L,转化温度50℃,转化时间20 min。转化溶液加入EDTA后,能够明显提高转化膜的耐蚀性。     

镁合金表面稀土铈盐转化膜的制备与耐蚀性能

目的在镁合金表面制备稀土铈盐转化膜,以改善镁合金的耐蚀性能。方法利用化学转化技术在镁合金表面制备出稀土铈盐转化膜,进而采用SEM、EDAX及电化学测试技术等系统研究铈盐浓度、添加剂含量、转化时间和转化温度对转化膜形貌、成分和耐蚀性能的影响。结果稀土铈盐转化膜呈金黄色,由Mg、Ce和O组成,表面存在网状裂纹。转化膜的耐蚀性随铈盐浓度、添加剂含量、转化温度、转化时间的增加呈现先增加后降低的变化规律。结论稀土铈盐转化膜由Mg和Ce的氢氧化物和氧化物组成。铈盐转化膜的最佳工艺条件为:Ce(NO3)3质量浓度10~15 g/L,H2O2添加含量25~50 m L/L,转化温度40℃,转化时间30 min。经稀土铈盐转化处理后,镁合金的耐蚀性能得到了明显的改善。     

热镀锌层柠檬酸改进型铈盐转化膜的生长机理

将热镀锌钢板浸入含有25 g/L Ce(NO3)3·6H2O、4~6 g/L H2O2(30%)、15~20 g/L H3Cit的处理液中,在70℃下处理10 s~240 min,从而在其表面获得铈盐转化膜。采用中性盐雾试验(NSS)和电化学极化曲线来分析膜层耐蚀性能,确定最佳成膜时间范围。采用扫描电镜(SEM)观察膜层的微观形貌,利用能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱仪(XPS)、红外吸收光谱仪(IR)分析膜层的化学组成。结果表明:处理时间为10 min左右的铈盐转化膜耐腐蚀性能最优,最佳工艺条件下得到的铈盐转化膜的耐蚀性能与铬酸盐转化膜的相当;随着处理时间的延长,膜的厚度增加,膜层的裂纹变宽;处理时间超过10 min后膜层逐步产生脱落,耐腐蚀性能也随之降低;转化膜的生长过程中,前期以柠檬酸铈吸附膜的沉积为主,后期以Ce(OH)3/Ce2O3及Ce(OH)4/CeO2的沉积占主导。     

镁合金表面稀土转化膜的磷酸盐致密化及性能

首先在AZ91镁合金表面上制备出镧铈双稀土转化膜,然后利用(NH_4)_3PO_4溶液进行致密化处理。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、高温氧化和电化学方法对致密化之后的转化膜形貌与性能进行研究。结果表明,对应用正交试验法确定的镧铈双稀土转化膜进行致密化处理的最佳工艺参数为:处理温度50℃、(NH_4)_3PO_4质量浓度5%、处理时间4 min。致密化后的膜层裂纹明显减少,表面致密性提高,很好地改善了对基体的覆盖度。经致密后的双稀土转化膜主要由稀土氧化物、氢氧化物、磷酸盐和氧化镁组成。致密化后的膜层耐蚀性显著提高。致密化后的双稀土转化膜的抗高温氧化性能优于未经致密化处理的双稀土转化膜。     

AZ91镁合金表面铈基稀土转化膜的制备及腐蚀电化学行为

考察了铈盐溶液中的AZ91镁合金电化学行为,包括开路电位,阴、阳极极化行为等,并据此开展了Ce(NO3)3为主盐的稀土盐转化膜研究,在AZ91镁合金表面形成无毒、无污染的铈盐化学转化膜,并研究成膜规律及其耐蚀行为.采用电化学阻抗谱技术优化了处理时间、温度、Ce(NO3)3液浓度和促进剂等因素对膜层结构和膜层耐蚀性能的影响,并获得了最好的成膜条件:处理温度为35℃,时间为30 min,主盐Ce(NO3)3的浓度为0.02 mol/L和促进剂H2O2浓度为4 mL/L.结果表明:采用优化后的工艺能够在AZ91镁合金表面获得宏观黄色致密、微观具有微小裂纹并分层的膜层,表层Ce含量较高.工艺优化制备的稀土化学转化膜能有效提高镁合金的耐蚀性能,有效抑制阴、阳极反应,自腐蚀电位提高250 mV,自腐蚀电流密度降低2个数量级.长期全浸实验结果表明,转化膜能有效提高镁合金的耐腐蚀性能,浸泡60 h后,保护性大大降低.     

铝合金表面稀土转化膜性能与耐蚀机理研究

在全面分析国内外稀土转化膜的研究成果和存在问题的基础上,结合前期稀土对铝合金缓蚀机理、成膜机理研究成果,对含氧化促进剂的化学方法形成的稀土铈转化膜进行了研究。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线散射能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)分析、X射线光电子能谱(XPS)的Survey谱图分析转化膜的主要成分和铈的价态。结果表明:铝合金表面稀土转化膜主要由非晶态的四价Ce氧化物/氢氧化物和铝氧化物的混合物组成;在整个转化膜中Ce元素总体分布均匀;转化膜致密均匀,局部镶嵌一些富含Ce沉积物。电化学研究证明,在NaCl溶液中含氧化促进剂H2O2形成致密的非晶态的铈转化膜能够阻止水和Cl离子在转化膜中的渗透,同时抑制了铝合金表面发生电化学腐蚀的阴极过程和阳极过程,稀土转化膜产生点蚀后还具有一定的自修复能力。     

AZ31镁铝合金铈盐转化膜的致密化处理EI北大核心CSCD

采用磷酸盐对AZ31镁铝合金铈转化膜进行致密化处理,利用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和电化学方法等对致密化处理之后的膜层性能进行表征,探讨转化膜致密化处理的作用机理。结果表明:转化膜经过致密化处理之后,膜表层裂纹减少,致密性得到改善,提高了对基体的覆盖度,在NaCl溶液中的耐腐蚀性能提高。转化膜中Ce4+的含量减少,部分铈的氧化物/氢氧化物转变为CePO4,降低了膜层中结晶水的含量,减少了裂纹的产生与发展,提高了膜层的性能。     

Preparation and Corrosion resistance of Cerium-based Chemical Conversion Coating on AZ91 Magnesium alloy

采用Ce(NO3)3为主盐的稀土盐处理溶液,在AZ91镁合金表面形成无毒,无污染的铈盐化学转化膜,并研究成膜规律及其耐蚀行为。利用对膜层的外加扰动小,更易得到重复性高结果的电化学阻抗谱技术评价膜层耐蚀性能。初步优化了处理时间、温度、Ce(NO3)3液浓度和促进剂等因素对膜层结构和膜层耐蚀性能的影响,并获得了最好的成膜条件：温度35℃,时间为30min,处理液主盐Ce(NO3)3的浓度为0.02mol/l和4ml/l成膜促进剂。结果表明：优化后的工艺能够在AZ91镁合金表面获得宏观黄色致密,微观具有微小裂纹并分层的膜层,内层膜Ce含量较外层的低但致密。工艺优化制备的稀土化学转化膜能有效提高镁合金的耐蚀性能,有效抑制阴阳极反应,自腐蚀电位提高240mV,自腐蚀电流密度降低达到2个数量级。     

稀土铈盐、镧盐钝化镀锌钢板表面性能对比

运用正交试验分别对稀土铈盐和镧盐钝化进行试验,得出该两种稀土盐钝化镀锌钢板的最优参数和工艺条件。醋酸铅点滴试验、盐雾试验、失重试验和电化学交流阻抗谱(EIS)测定表明,镧盐转化膜的耐蚀性优于铈盐转化膜,接近常规铬酸盐转化膜。扫描电镜(SEM)表明,镧盐转化膜明显比铈盐转化膜成膜致密,对基体覆盖度更高,且膜层相对较厚。XRD分析显示,铈盐成膜物质主要是CeO2,镧盐主要是La2O3。漆膜划格试验表明,镧盐转化膜附着力优于铈盐转化膜,达到5B标准,再涂装性能可靠。     

Study of Cerium and Lanthanum Conversion Coatings on AZ63 Magnesium Alloy Surface

采用扫描电子显微镜,X射线能谱,Tafel极化曲线和电化学阻抗谱法研究了铈镧转化膜对AZ63镁合金耐蚀性能的影响。结果表明,铈和镧的复合转化膜比单一稀土膜的表面更加均匀致密,对镁合金的耐蚀性有明显改善。双稀土转化膜的缓蚀效果随着浸泡成膜时间的增长而增加。延长时效时间有助于铈和镧的进一步氧化,耐蚀性能先增后减,时效48 h膜层的耐蚀效果最好。     

Ni-Zn-P合金镀层在人工模拟海水中腐蚀行为的研究

目的 提高金属材料在海洋环境中的耐腐蚀性和使用寿命.方法 采用碱式化学镀方法 在Q235碳钢表面施镀Ni-P镀层和Ni-Zn-P合金镀层,镀液配方NiSO4·6H2 O 20~25 g/L,C6 H5 O7 Na3·2H2 O 50~70 g/L,NH4Cl 25~30 g/L,NaH2PO2·H2O 15~25 g/L.制备Ni-Zn-P合金镀层时,在以上配方中加入0.4~0.8 g/L ZnSO4·7H2 O.采用金相显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察镀层在人工模拟海水中腐蚀前后的组织形貌,用能谱分析仪(EDS)分析镀层腐蚀前后表面成分.结果 Ni-P镀层和Ni-Zn-P合金镀层中的P质量分数分别为11.26%和9.97%.从P含量和镀层组织形貌,可以确定得到的两种镀层是连续致密的非晶镀层.Ni-Zn-P合金镀层比Ni-P镀层的胞状组织更加均匀平滑,胞与胞的边界结合更加连续致密.在人工模拟海水中腐蚀144 h后,Ni-P镀层出现明显的点蚀坑,Ni-Zn-P合金镀层仍然连续完整.Ni-Zn-P合金镀层腐蚀后,Zn含量明显下降,并出现少量的Fe和O,表明合金镀层腐蚀过程是Zn优先被腐蚀,然后镀层逐渐被腐蚀破坏,最后基体发生腐蚀.Ni-Zn-P合金镀层的腐蚀速率明显低于Ni-P镀层的.结论 Ni-Zn-P合金镀层的胞状组织比Ni-P镀层的更加均匀平滑,胞与胞的边界结合更加连续致密,Ni-Zn-P合金镀层腐蚀速率明显低于Ni-P镀层.     

STUDY OF MIXED RARE EARTH METAL (REM) CONVERSION COATING ON ALUMINUM ALLOY LY12

1. IlltroductionFor almost one century, chromate compounds (Cr' ) have been used as very effectiveand inexpensive corrosion inhibitors for many alloys systems including aluminum, zincand steel in a wide range of aqueous environments. However, the recent recognition thatchromates are both highly toxic and carcinogenic has led to extensive worldwide researchto develop effective alternative inhibitors.Hinton and Arnott have investigated the effectiveness of rare earth metal (REM) saltsas corros…     

Yb2O3或Y2O3掺杂Cu-(NiFe2O4-10NiO)惰性阳极的导电性和耐蚀性

在氧分压约为100 Pa的氮气氛下烧结制备了掺杂Y2O3、Yb2O3的10Cu-(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷,并对其进行导电性能测试和10h(Na3A1F6-Al2O3体系中)铝电解实验.采用XRD、SEM和EDS分析稀土氧化物以及其与陶瓷基体反应产物的分布,考查电解实验后材料表层显微结构变化尤其是金属相的流失情况,评价稀土氧化物的添加对金属陶瓷电解初期腐蚀行为的影响.结果表明:掺杂稀土氧化物均使NiO相呈连通迹象,掺杂Yb2O3金属陶瓷晶粒较未掺杂的粗大,其与陶瓷相反应生成物成点线状分布于NiFe2O4相晶界,Y2O3与陶瓷相反应生成物则分布于NiO与NiFe2O4相间;所制备材料具有半导体特征,随着稀土氧化物的掺杂,材料导电性呈下降趋势;掺杂稀土氧化物尤其是Yb2O3有利于提高材料的耐蚀性能.     

镁锂合金表面锌锰磷化膜的制备与性能表征

采用化学转化法在镁锂合金表面制备了外观深灰色、结构均匀致密、耐蚀性能良好的锌锰磷酸盐转化膜,并研究了磷化温度对磷化膜性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)仪、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)仪对膜层的表面形貌、化学组成及结构进行了表征。采用动电位极化曲线、电化学交流阻抗(EIS)和腐蚀失重实验对磷化膜的耐蚀性进行了研究。结果表明,锌锰磷化膜主要由Zn、Zn3(PO4)2、MnHPO4、Mn3(PO4)2组成。锌锰磷酸化膜起到了保护镁锂合金的作用,提高了镁锂合金的耐蚀性,当磷化温度为45℃时,磷化膜的腐蚀电流密度最低,腐蚀速率最小,耐蚀性能最好。     

Cerium‐based thermal conversion treatments on silicon carbide reinforced 2009 aluminum alloy composites

The conversion coatings on SiC_p/2009 aluminum (Al) composites and 2009 Al alloy were obtained by immersing the samples into the cerium (Ce)‐based solutions with varying the chemical concentration (CeCl₃·7H₂O, NaCl), solution pH/temperature, immersing time, and drying temperature. The corrosion inhibition mechanism and kinetics were studied by using the electrochemical techniques and surface analyses. Potentiodynamic polarization tests showed that coatings improved corrosion resistance as compared to untreated samples and environmental factors played important role in the formation of conversion layer. Scanning electron microscopy (SEM), energy dispersion spectroscopy (EDS), and X‐ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis revealed that relatively high inhibition efficiency for composite with 25 vol% SiC_p was due to the existence of rather high surface area of cathodic intermetallics/SiC_p, which support to deposit Ce oxides/hydroxides on the entire surface.     

The electrochemical study of corrosion resistance of silane-based hybrid films doped with rare earth salt on aluminum alloy

采用溶胶-凝胶法, 以γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷(γ-GPTMS)和正硅酸乙酯 (TEOS)为前驱体, 在2A12铝合金表面制备了稀土铈盐(Ce(NO3)3)掺杂的有机－无机杂化膜, 研究了铈盐掺杂浓度和涂层固化温度等工艺条件. 通过极化曲线和电化学阻抗谱(EIS), 比较了掺杂与未掺杂有机－无机硅烷杂化膜、铬酸盐转化膜和RE转化膜在3.5%NaCl (质量分数)溶液中的耐腐蚀性能. 测试结果均表明, 铈盐掺杂硅烷杂化膜的极化电阻比掺杂前增大了约13倍,并显著高于铬酸盐转化膜和RE转化膜.     

铈盐对铝合金的缓蚀机理研究

应用分离电解池(the split cell)技术将阴阳极分离,通过测定因溶液中氧含量改变和添加CeCl3导致两电极之间的净电流的变化,研究了CeCl3对B95超强铝合金在0.1 mol/L NaCl溶液中腐蚀行为的影响,并用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能量散射谱(EDS)表征电极表面的形貌特征,结合其它电化学技术如电位-时间曲线、极化曲线等手段,对Ce盐缓蚀机理作了深入探讨.结果表明,经Ce盐处理的B95超强铝合金表面可形成一层不均匀分布的转化膜,成膜动力学包括铝合金的溶解及随后的成膜两个过程;铝合金Ce化学转化膜主要由Ce、O、Al组成;3.5%NaCl溶液全浸试验表明添加CeCl3后腐蚀率可降低数百倍,铝合金的耐蚀性能大大提高,CeCl3表现为一种优良的铝合金缓蚀成膜剂.     

溶液温度对医用Mg-Li—Ca合金表面锌钙系磷酸盐转化膜耐蚀性能的影响

考察不同磷化液温度对Mg-Li-Ca合金表面锌钙磷酸盐转化膜质量和耐蚀性能的影响。利用扫描电子显微镜、电子探针、能谱仪、X射线衍射和傅里叶红外光谱研究转化膜的表面形貌、化学成分和物相,采用析氢腐蚀实验和动电位电化学技术以及电化学阻抗研究磷化液温度对 Mg-Li-Ca 合金表面磷酸盐转化膜耐蚀性能的影响。结果表明：当溶液温度低于45℃时,膜层主要由Zn和ZnO组成,而当温度高于50℃时,膜层的主要相为Zn3（PO4）2·4H2O、少量的Zn和ZnO;在55℃温度下制备的磷酸盐转化膜的耐蚀性能最好;在40~50℃下制备的膜,由于镁基体与锌之间形成的电偶腐蚀而加快了其析氢速率。     

AZ31镁合金表面化学镀镍工艺研究

    研究了在AZ31镁合金表面直接化学镀镍工艺,得到了镀液的最佳配方,镀液的成分为25 g/L NiSO₄•6H₂O、25 g/L次亚磷酸钠、15 g/L柠檬酸、10 g/L NH4F、1 mg/L硫脲.在温度为85℃、pH=9.0、反应时间1小时条件下可以在AZ31镁合金表面得到性能良好的Ni P合金化学镀层,镀层厚度超过10 μm.用SEM、XRD和EDS研究了镀层的形貌和物相组成;在3.5%NaCl水溶液中通过测定Tafel极化曲线研究了镀层的耐腐蚀性能.结果表明,Ni-P镀层比基体AZ31镁合金的耐腐蚀性能有极大的提高.