镁合金高耐蚀化学镀镍层的防护研究
摘要：
镁合金因具有低密度,高强度,高刚性,和较强的消震性及韧性等优异性能,而广泛用于国防,航空航天,运输,电子领域等,在机械零件制造领域,甚至有望取代铝和钢.但是,镁合金的耐腐蚀性差,化学反应活性高,限制了它在工业生产中的更广泛应用.本文将制备好的化学镀镍层浸入质量分数为3.5%的NaCl溶液中浸泡,对镀层做初步评估.镀层与基底间的结合力用GB/T 5270—2005和ISO 2819推荐的划线和划格试验方法进行测定.实验采用扫描电子显微镜(SEM,Hitachi S-4800,日本)表征镀层的表面及截面形貌.用X射线能谱仪(EDX,Horiba,EX-350)进行镀层成分分析.镀层晶形结构使用X射线衍射仪(XRD,D8 Advance,德国)X射线光电子能谱(XPS,PHI5000,Versaprobe)测定.将制备好的镀层浸泡在一定浓度的NaCl溶液中,用电化学测试方法对镁合金上的镀层的腐蚀电位Ecorr,腐蚀电流ic等参数进行了测试.通过实验和讨论,得到如下结论:(1)研究了一种制备高耐蚀纳米复合镀层的方法——两步化学镀.采用两步化学镀方法,在AZ31镁合金最外层镀层中引入二氧化硅纳米颗粒(NSPs),会形成一种功能化复合涂层,使镀层的表面更平滑,均匀,并且具有很强的耐腐蚀性能.NSPs的掺入不会对复合镀层Ni-P/Ni-P-nano-SiO2(NNNS)的晶态结构产生影响,整体镀层都保持非晶态结构.最佳镀层在NaCl溶液中的缓蚀效果高于HCl溶液.新制备的镀层性能提高的主要原因是涂层缺陷的错位和腐蚀过程中NSPs的"屏障效应".(2)研究了镁合金上均匀分散F@MSNs(Mesoporous Si nanocontainers)的具有自愈功能的镍涂层的制备.所制备的F@MSNs镀层具有良好的耐腐蚀性能的原因为F@MSNs释放的氟离子与镁离子之间发生反应生成了MgF2保护膜.氟离子的释放和MgF2薄膜的形成可以有效的修复镁合金表面的自然氧化膜缺陷,从而改变腐蚀机理并且降低镁合金的腐蚀速率.镁合金浸泡在腐蚀介质中,随着时间的增大,腐蚀电位Ecorr趋向稳定,腐蚀电流ic减小,电极阻抗Rp增大都可以进一步证实纳米复合镀层的自愈功能.
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DOI：
CNKI:CDMD:2.1017.740471
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