磁控溅射和等离子电解氧化双重工艺处理的AZ31镁合金的耐蚀性和耐磨性
编号:63 访问权限:仅限参会人 更新:2020-10-19 12:18:30 浏览:463次 口头报告

报告开始:2020年11月15日 10:05(0)

报告时间:15min

所在会场:[M] 分会场十二 :微弧氧化及液态等离子体电解技术论坛 [M1] 上午

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摘要
镁合金具有高的比强度以及丰富的自然资源,所以镁合金是极具前景的工程材料。但镁合金差的耐腐蚀性能和耐摩擦性能极大的限制了其应用。为了提高AZ31镁合金的耐磨性和耐腐蚀性,首先通过磁控溅射法涂覆约10μm的纯铝层,再将试样在铝酸盐或硅酸盐电解质中通过等离子电解氧化(PEO)处理。复合涂层的性能通过摩擦试验和电化学腐蚀试验进行了研究。实验结果表明,由于铝酸盐涂层致密的单层结构,在摩擦试验中表现出优异的耐磨性能。其在10N和20N载荷下PEO膜层未被完全破坏,磨损率在 4 - 8×10-5 mm3 /(N m)之间。硅酸盐涂层经PEO处理后呈现双层结构,其外层膜结构中存在大尺寸的空洞。膜层在10N载荷下的耐磨性尚好,但是在20 N载荷下硅酸盐涂层被完全破坏。腐蚀测试表明,仅镀Al层不能对Mg基体提供良好的保护。但是,PEO / Al的复合涂层显著提高了样品的耐腐蚀性。根据电化学测试,铝酸盐和硅酸盐涂层的腐蚀电流密度(icorr)比未镀膜的AZ31低3个数量级。而仅镀Al试样的腐蚀电流密度(icorr)仅比AZ31镁合金略降低,而且腐蚀电位随浸泡时间延长趋向于基体的电位。同时,电化学阻抗谱(EIS)研究表明,硅酸盐膜层随着浸泡时间的延长,膜层结构被快速破坏,内层膜电阻从15 kΩ cm2下降至517Ω cm2。同时在浸泡5h后Bode图中出现新的时间常数。而铝酸盐膜层经过5h浸泡后膜层结构并未受到严重破坏,内层膜电阻值仍维持在20 kΩ cm2左右,且Bode图中并未出现新的时间常数。此外,浸泡实验进一步证明铝酸盐膜层耐腐蚀性高于硅酸盐涂层。
关键词
AZ31镁合金; 磁控溅射;等离子体电解氧化;摩擦测试;腐蚀
报告人
魏兵剑
湖南大学材料科学与工程学院

程英亮
教授 湖南大学材料科学与工程学院

稿件作者
魏兵剑 湖南大学材料科学与工程学院
程英亮 湖南大学材料科学与工程学院
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    2020

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  • 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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