83 / 2020-09-16 16:29:03
镁合金表面三层复合涂层的制备及性能研究
微弧氧化;自组装;化学镀镍;腐蚀性能;沉积机理
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吴方 / 桂林理工大学
蒋世权 / 桂林理工大学
马宸 / 桂林理工大学
尚伟 / 桂林理工大学

镁合金作为一种极具应用前景的工程材料,具有低密度,良好的电磁屏蔽性和散热性等,已在航空航天、电子产品和生物医学等领域广泛应用。但较差的耐蚀性限制了其在工业中的使用。微弧氧化(MAO)、气相沉积(PVD)、自组装(SAM)、化学镀镍(EN)等表面处理技术常用于镁合金的表面防护。单一的涂层因其自身缺陷无法满足工业要求,研究者致力于开发防护性能优异的复合涂层。本文主要着重于镁合金表面MAO/SAM/EN复合涂层的制备及性能研究。

首先通过微弧氧化技术在镁合金表面制备了MAO涂层,之后将样品放在乙酸乙酯溶液中进行自组装得到MAO/SAM双层涂层,最后在双层涂层表面通过化学镀镍技术制备MAO/SAM/EN三层复合涂层。采用SEM,EDS,XRD和XPS表征样品的表面形态和组成。采用盐雾试验结合电化学测试评估样品的耐腐蚀性能。结果表明:在镁合金表面成功制备了MAO/SAM/EN三层复合涂层。图1显示了镁合金表面三层复合涂层的扫描电镜图,可以看出,MAO/SAM/EN复合涂层表面呈花椰菜结构,形貌致密完整几乎没有缺陷。将具有MAO/SAM/EN复合涂层的镁合金样品放置在3.5wt.%NaCl环境的盐雾箱中,测试不同腐蚀时间下样品的交流阻抗曲线并对其进行拟合。图2为拟合后复合涂层样品的膜层电容(Qcoat)和膜层电阻(Rcoat)随腐蚀时间变化的曲线,众所周知,涂层样品的膜层电容越小,膜层电阻越大表明涂层对基体的保护性能越好。从图2可以看出,复合涂层在腐蚀初期耐蚀性有所增强,这可能是由于镍层在腐蚀环境中生成金属氧化膜所致。腐蚀中期复合涂层耐蚀性呈现下降趋势。120h后进入腐蚀终期,涂层耐蚀性显著降低,144h时涂层保护失效。结合化学镀镍沉积机理分析,如图3所示,自组装层为化学镀镍提供了反应活性表面,推断沉积过程为以初生态的还原性【H】自催化还原。

重要日期
  • 会议日期

    11月13日

    2020

    11月16日

    2020

  • 10月31日 2020

    提前注册日期

  • 11月05日 2020

    初稿截稿日期

  • 11月16日 2020

    注册截止日期

主办单位
中国机械工程学会表面工程分会
承办单位
广东省新材料研究所
北京大学深圳研究生院
现代材料表面工程技术国家工程实验室
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