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重鉻酸鉀,重鉻酸鈉鎂合金化學(xué)轉(zhuǎn)化膜

文章出處: 天元航材    責(zé)任編輯: 天元化工新材廠家    發(fā)布時(shí)間:2016-03-14 11:00:00    點(diǎn)擊數(shù):169    【
[導(dǎo)讀]: LI等指出,鎂合金表面磷化膜的生長(zhǎng)可分為兩個(gè)階段:第Ⅰ階段為鎂合金表面微陽(yáng)極(α相)和微陰極β相)的形成;第Ⅱ階段主要為Zn3(PO4)2·4H2O和金屬鋅分別在基體的口相和口相沉積。當(dāng)基體完...

重鉻酸鉀,重鉻酸鈉鎂合金化學(xué)轉(zhuǎn)化膜

LI等指出,鎂合金表面磷化膜的生長(zhǎng)可分為兩個(gè)階段:第Ⅰ階段為鎂合金表面微陽(yáng)極(α相)和微陰極β相)的形成;第Ⅱ階段主要為Zn3(PO4)2·4H2O和金屬鋅分別在基體的口相和口相沉積。當(dāng)基體完全覆蓋后,不會(huì)發(fā)生鋅和鎂的置換,只是Zn3(PO4)2·4H2O繼續(xù)長(zhǎng)大形成厚片狀晶體,最終成膜。

周婉秋等采用磷酸鹽對(duì)鎂合金AZ91D及AZ31D表面進(jìn)行處理,獲得了厚度約為10pm具有非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化膜涂層。AZ91D鎂合金基體的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)初始形成的轉(zhuǎn)化膜及膜的形貌都有直接的影響。加入一定量的緩蝕劑,不僅可以提高轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性,而且呵使轉(zhuǎn)化膜具有~定的自愈合能力。KOUISNI等對(duì)鎂合金AM60進(jìn)行磷化處理時(shí)發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)化液的成分不同,膜的形成與長(zhǎng)大的機(jī)制也不同。

周婉秋等提出了鎂合金AZ91D磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的成膜機(jī)理:在處理液中首先發(fā)生局部微電池腐蝕過程,陽(yáng)極過程為α-Mg優(yōu)先溶解,陰極析氫既可發(fā)生于α相上,又可發(fā)生于聲相上。在成膜初期,磷酸鹽在α相和β相都發(fā)生沉積反應(yīng),首先在陰極發(fā)生,然后主要在陽(yáng)極發(fā)生。結(jié)晶形態(tài)分別為球狀和絮狀。但反應(yīng)初期,在僅相上沉積速度高于在口相上沉積的速度。

所列為幾種磷酸鹽/高錳酸鉀化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工藝,其膜層表面形貌如圖2所示??梢姡捎诠に嚥煌?,得到的鎂合金表面轉(zhuǎn)化膜形貌及其質(zhì)量差別較大。

膜層越均勻、致密,耐蝕性能越好。例如,表2中工藝4獲得的涂層腐蝕電流密度最低,僅為0.01mA/cm2;而3號(hào)涂層耐蝕性最差,腐蝕電流密度高達(dá)10mA/cm2。不含高錳酸鹽的單純磷酸鹽成膜液中,多以氯酸鹽、硝酸鹽或亞硝酸鹽等氧化性化合物為促進(jìn)劑。促進(jìn)劑的含量與高錳酸鹽相比要低得多,但溶液穩(wěn)定性較差。

而對(duì)于高錳酸鹽/磷酸鹽體系,KmnO4起到了促進(jìn)劑的作用,元素Mn還參與了成膜,其成膜機(jī)理與鉻酸鹽處理類似,不同的是高錳酸鉀足強(qiáng)氧化劑,還原時(shí)可形成溶解度較低的低價(jià)錳氧化物進(jìn)入膜層。隨著時(shí)間的延長(zhǎng),膜層中錳的含量逐漸增加,膜層顏色也逐漸加深,這町能是岡為膜層巾形成錳的氧化物增多引起的。形成的磷化膜的主要成分為錳的氧化物和鎂的氟化物,膜厚為螄4~6μm。這種膜層為微孔結(jié)構(gòu),與基體結(jié)合牢固,具有良好的吸附性,其耐蝕性與鉻化膜相當(dāng),可以用作鎂合金加工工序間的短期防蝕或涂漆前的底層。

鎂合金無(wú)論是用磷酸鹽轉(zhuǎn)化處理還是用磷酸鹽/高錳酸鹽轉(zhuǎn)化處理,其最大的缺點(diǎn)是溶液的消耗很快,要不斷地校正溶液的濃度與酸度,使得高錳酸鹽/磷酸體系的應(yīng)用受到了限制。pH值是最重要的影響因素。由于金屬在酸性條件下較容易失去電子而轉(zhuǎn)化為離子,這能促進(jìn)合金基體與磷酸鹽的反應(yīng)。

LI等研究了磷酸鹽轉(zhuǎn)化處理液的pH值對(duì)AZ91D鎂合金表面形成轉(zhuǎn)化膜的影響;當(dāng)pH值為2.5時(shí),轉(zhuǎn)化液由小薄片堆積而成花簇狀且膜層并未完全覆蓋基體表面;當(dāng)DH值下降到2.15~2.5時(shí),基體完傘由薄板樣的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜所覆蓋。同時(shí),LI等還發(fā)現(xiàn)pH值對(duì)轉(zhuǎn)化膜的厚度以及轉(zhuǎn)化膜的抗腐蝕性能都有一定的影響。

UMEHARA等采用高錳酸鉀、硼酸鈉和鹽酸組成的轉(zhuǎn)化液,在pH值約為8時(shí),對(duì)鎂合金表面進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理,獲得膜層的耐蝕性與含鉻成膜工藝相當(dāng)。該膜層由MnO2、Mg的氧化物及氫氧化物組成,其優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)樣品表面積與溶液體積比小于350cm2/L時(shí),該轉(zhuǎn)化液的pH值基本不變,膜層質(zhì)量十分穩(wěn)定。趙明等通過鎂合金表面化學(xué)轉(zhuǎn)化處理獲得磷酸鹽/高錳脧鹽膜層,發(fā)現(xiàn)處理液中pH值為影響轉(zhuǎn)化膜層厚度和膜厚附著力最霞要的岡素:當(dāng)pH>4.0時(shí),其附著力很好;當(dāng)pH<3.0時(shí),雖然所得膜厚達(dá)20μm以上,但是不僅附著力很差,而且表面不斂密。

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