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镁的腐蚀
镁的腐蚀
镁是所有工业合金中化学活泼性最高的金属,标准电极电位为-2.37V。
在干燥的大气中,镁表面可以形成氧化物膜层,对基体有一定的保护作用。
但是镁的氧化膜层疏松多孔,其耐蚀性较差,因而呈现出较高的化学活性和电化学活性,尤其是在潮湿的环境中以及Cl-存在的条件下极易发生腐蚀。
镁在大气中腐蚀的阴极进程是氧的去极化,其腐蚀性主要取决于大气的湿度及污染程度。
一般地,潮湿的环境对镁的腐蚀,只有当同时存在腐蚀性颗粒的附着时才发生作用[2]。
如果大气清洁,湿度达到100%时,镁合金表面只有一些分散的腐蚀点。
但当大气污蚀、腐蚀性颗粒在镁合金表面构成阴极时,表面则迅速被腐蚀,而且环境硫化物、氯化物成份的存在将加速镁的腐蚀[3]。
镁合金由于电极电位低,当镁及其合金与其它金属接触时,一般作为阳极发生电偶腐蚀。
阴极可以是与镁直接有外部接触的异种金属,也可以是镁合金内部的第二相或杂质相。
对于氢过电位较低的金属如Fe、Ni、Cu等,作为杂质在合金内部与镁构成腐蚀微电池、导致镁合金发生严重的电偶腐蚀。
而那些具有较高氢过电位的金属,如Al、Zn、Cd等,对镁合金的腐蚀作用相对较小。
镁合金基体与内部第二相形成的电偶腐蚀在宏观上表现为全面腐蚀。
文献[4]研究了AZ91D合金在大气条件下与异种金属的接触腐蚀行为,发现中碳钢和SUS304不锈钢与镁接触其电偶腐蚀,而经阳极氧化的铝合金与镁接触则镁合金的腐蚀效应下降[4]。
镁是自钝化金属,当暴露于含Cl-的非氧化性介质中,在自腐蚀电位下发生点蚀[5]。
将Mg-Al合金侵入NaCl溶液中,经过一定的诱导期,产生点蚀。
点蚀的发生可能是由于沿Mg17Al12网状结构的选择性侵蚀造成的[2]。
Mg-Mn合金和Mg-Zn-Zr合金对应力腐蚀破裂不敏感,而Mg-Al-Zn合金具有应力腐蚀开裂倾向。
镁的应力腐蚀破裂既有穿晶的,也有晶间型的。
在pH值大于10.2的碱性介质中,镁合金非常耐应力腐蚀破裂,但在含Cl-的中性溶液中甚至在蒸馏水中,镁合金对应力腐蚀破裂非常敏感。
在镁合金的保护性涂层和阳极氧化膜下面,可能发生丝状腐蚀。
没有涂层的纯镁不会发生丝状腐蚀,但是未经涂覆的AZ91D合金也能发生丝状腐蚀。
这可能是由于合金表面自然形成保护性的氧化膜所致。
这种线状腐蚀被氧化物膜所覆盖,并由于析氢而导致保护性氧化物膜的破裂[6]。
总之,自身化学活泼性高、对杂质特别是Fe、Ni、Cu和Co的敏感以及pH值小于11条件下钝化膜的不稳定是造成镁腐蚀问题的主要根源[9]。
3.镁合金的表面防腐蚀处理
镁合金表面由于较差的耐蚀性限制了它的应用。
解决镁合金的腐蚀防护问题一般从控制杂质含量、制备高纯合金、表面改性等几个方面入手。
镁合金表面处理工艺不仅取决于使用目的、应用背景和技术指标,而且与合金成份、加工成型和表面状态等密切相关。
镁合金经过化学处理可以在基体表面形成由氧化物或金属盐构成的钝化膜。
这层膜与基体有良好的结合力,阻止腐蚀介质对基体的腐蚀。
采用铬酸钠和氟化镁,在镁合金表面生成铬盐及金属胶状物。
由于膜层起屏障作用,减缓了基体腐蚀并且具有自修复作用[8]。
AZ91D合金在高锰酸钾体系中表面生成保护性转化膜,膜中主要成份为锰的氧化物和镁的氟化物[9]。
稀土元素铈、镧和镨的硝酸盐在WE43镁合金上成膜后在pH值为8.5的缓冲剂中可以显著降低镁的溶解速率[10]。
镁的阳极氧化所得膜层比化学转化膜厚,强度大、硬度高、耐腐蚀性好。
早期比较成熟和常用的处理方法有HAE、DOW17和M.A[11]。
早期的阳极氧化处理是使用含铬的有毒化合物,废液的处理成分高且污染环境,于是发展了以可溶性硅酸盐、氢氧化物和氟化物为主的阳极氧化工艺[12,13,14]。
镁及镁合金在阳极氧化前,必须进行前处理。
前处理直接关系到表面覆盖层的结合力、致密性、均匀性及颜色等[15]。
镁及镁合金阳极氧化最常用的前处理方法是热碱洗。
为进一步提高镁及镁合金的耐蚀、耐磨性能、镁及镁合金阳极氧化后还要进行相关后序处理。
改善镁及镁合金的耐蚀性还有采用激光合金化、激光热处理、离子注入、气相沉积、热喷涂等方法。
激光合金化一般用激光使金属或合金在镁合金表面熔融、溶解并快速固化,在表面形成致密、均匀的结构,使镁合金的各方面性能得到提高[16]。
离子注入形成的固熔体、气相沉积的保护膜、热喷涂所得膜层都可以使镁合金的腐蚀受到抑制,热喷涂铝膜、铬酸盐转化膜封孔,所得膜层既耐蚀、电导性也好。
硅烷转化膜、铈盐硅烷转化膜和硅烷铈盐
利用不同的浸泡处理,制备了单纯铈盐转化膜、KH560硅烷转化膜、铈盐硅烷转化膜和硅烷铈盐4种转化
膜,结合FT-IR、SEM、EDS、Tafel、EIS等分析手段,对比考察了4种转化膜对镁合金耐腐蚀能力的情况,结果表明:
铈
盐转化膜和硅烷转化膜之间没有相互影响,均具有独立成膜的能力;铈盐硅烷转化膜和硅烷铈盐转化膜比单纯的铈盐
转化膜和单纯的硅烷转化膜具有更好的耐腐蚀能力;铈盐硅烷转化膜和硅烷铈盐转化膜耐腐蚀能力的差别和原因,尚
需要进一步的试验研究
镁合金具有密度低、比强度、比刚度、比弹性模量高等优
异的性能,被誉为21世纪的绿色工程材料,在兵工和宇航业
具有良好的应用前景,但其标准电极电位低,耐蚀性能差严重
限制了其应用。
为此,国内外学者进行了大量的表面处理研
究[1-4]。
应用非常成功的铬酸盐转化膜由于六价铬离子对环
境的严重污染而受到了限制。
非铬酸盐中,包括磷酸盐[5-6]、
锡酸盐、稀土盐都有不少报道[7-8]。
稀土转化膜处理被认为是一种很有发展前景的环保表面
处理技术。
常用的有铈、镧、镨的硝酸盐或氯化盐。
在AmyL
Rudd等[9]的系列研究中发现,铈、镧、镨盐形成的转化膜中都
具有三价态的化合物,起到良好的耐腐蚀性能,但是,只有铈
具有稳定的四价态,所以,在形成的转化膜中,只有铈转化膜
中含有稳定的四价态的化合物,显著提高了其保护性能,因而
铈盐转化膜的研究也得到了格外关注[10]。
研究组对以硝酸
铈为主要成分的转化液溶液,过氧化氢为助剂,在AZ91镁合
金表面转化膜进行了较系统的研究。
为进一步改善单一硝酸
铈转化膜表面多孔性、提高其耐腐蚀性能,结合了硅烷偶联剂
处理[11]来进一步提高对镁合金的保护性能。
#铈盐转化膜表面疏松,是典型的三层结构状况。
2#纯硅烷转化膜由于没有进行喷金处理,同时进行EDS分析时,在加速电压能量比较高的情况下,纯硅烷膜层表面有受热溶胀的迹象,所以整个膜层看上去较平整,但明显看到有受热的气泡出现。
3#铈盐硅烷转化膜的表面能明显看出是在铈盐转化膜的基础上形成的新膜层,同时,在表面的膜层中能明显看到有大量的亮点出现,依据SEM分析常识,亮
点应该是相对分子质量较大的金属或金属化合物。
4#硅烷铈
盐转化膜的表面形成了较规整的膜层,没有出现表观状态和
纯铈盐转化膜相似的膜层。
对于1#铈盐转化膜,有一个高频容抗弧
和一个低频容抗弧构成,在含Cl-的腐蚀环境中,镁合金表面
有一层铈盐转化膜,抑制了电荷的转移,高频容抗弧的出现与
此有关;低频容抗弧是由于电解质在铈盐转化膜膜层中的扩
散引起的;高频容抗弧的半径较大,低频容抗弧的半径也较
大,说明,表面的铈盐转化膜能够较好地抑制电荷的转移,有
效地阻隔电解质在铈盐转化膜膜层中的扩散。
2#硅烷膜中有一个高频容抗弧、中频容抗弧和一个低频
感抗弧,由软件解析出其Z’为2344Ω·cm2。
单纯硅烷膜较
薄,对于电解质的阻隔能力较弱。
低频感抗弧的出现,应该是
在膜层中发生了孔蚀,镁合金基体在氯化钠溶液中发生了
溶解。
3#铈盐硅烷转化膜和4#硅烷铈盐转化膜中有一个较大的
容抗弧和一个较小的感抗弧,3#膜和4#膜的Z’分别为
5690Ω·cm2和4450Ω·cm2,并且由图4可以明显看出,3#膜
的阻抗值|Z|较4#膜的阻抗值|Z|大。
容抗弧的出现表明铈盐
硅烷转化膜和硅烷铈盐转化膜能较好地抑制电极电荷的转
移,同时,硅烷膜能较好地阻隔电解质在膜层中的扩散。
感抗
弧的出现表明硅烷膜的阻隔一旦被破坏掉,就会很快发生镁
合金基体的溶解。
通过对不同转化处理获得的铈盐转化膜、硅烷转化膜、铈
盐硅烷转化膜和硅烷铈盐转化膜进行SEM、EDS、Tafel、EIS分
析,以及红外光谱对比分析,可以得出如下结论:
(1)分步处理时,不管是用硅烷转化膜对铈盐转化膜进行
封孔处理,还是用铈盐转化膜对硅烷转化膜进行封孔处理,两
种转化膜之间没有发现有相互影响,均具有独立成膜的能力。
(2)铈盐硅烷转化膜和硅烷铈盐转化膜比单纯的铈盐转
化膜和单纯的硅烷转化膜具有更好的耐腐蚀能力。
(3)点蚀试验和Tafel曲线显示,3#转化膜耐腐蚀能力要
优于4#转化膜,但EIS图谱及EDS分析显示,似乎4#转化膜的
耐腐蚀能力要稍优于3#转化膜。
关于这两种转化膜耐腐蚀能
力的差别和原因,尚需要进一步的试验研究。
镁合金表面的腐蚀特性及其防护技术
摘 要:
从镁合金表面自然氧化膜的微观结构与形成过程入手,论述了其表面多孔状的三层氧化膜造成镁
合金基体表面容易发生腐蚀的原因,并详述镁合金表面的电化学腐蚀特性与腐蚀机理;从三个不同角度分析
其独特的负差数效应,并用“部分膜保护机制”对此作出更合理的解释.讨论了阳极氧化技术及其在此基础之
上发展而来的等离子微弧阳极氧化技术,该技术可显著提高镁合金表面氧化膜的耐蚀性与抗磨性.介绍了包
括激光表面热处理和激光合金化的激光辅助处理技术,它能对镁合金表面进行快速、局部的处理,提高材料
的耐腐蚀性能和硬度.概述了物理气相沉积技术,它可为镁合金表面提供耐腐蚀性能、高结晶度和高强度.讨
论了目前国内外最新研究的用于取代有毒的铬酸盐转化膜的稀土转化膜工艺的化学法;该方法具有操作简
便、无毒无污染等诸多特点,可以明显提高镁合金表面的耐腐蚀性能,但机理研究有待于进一步探讨
镁合金表面的自然氧化膜
镁的化学性质活泼;将镁合金置于空气或溶
液中,它的表面都会形成一层很薄的氧化膜[12].
分析发现其氧化膜的结构可分为三层[13](见图
3):
最外层是厚达2μm的小块板状的结构;中间
是一层仅有20~40nm的致密中间层;第三层呈
蜂窝状,有0.4~0.6μm厚.镁合金表面的这种
三层层状结构呈现出一个共同的特点,即多孔状.
这种多孔状的氧化膜对镁合金基体并无良好的腐
蚀防护作用[7,13],且膜质脆,极易被腐蚀[14].
有人认为镁表面氧化膜的生成是这样一个过
程[13]:
Mg首先被氧化成中间体一价镁离子
(Mg+),然后与水反应进一步氧化生成二价镁离
子(Mg2+),同时放出氢气H2,可以表示为
Mg→Mg+→Mg2++H2↑.
所形成的Mg2+以氧化物/氢化物/氢氧化物的形
式沉积在镁合金表面;其中氧化物是主要的,其含
量最高.
镁合金表面自然氧化膜的耐蚀性能
镁合金表面自然形成的氧化膜防护性能差,在
中性环境中,氧化膜以Mg(OH)HCO3形式存在.经
研究发现,CO2对镁合金的腐蚀速率影响很大[13].
由于CO2在溶液中是以HCO3
-的形式稳定存在
的,所以在溶液中,镁合金的腐蚀就主要取决于
HCO3
-的浓度.实验表明,在饱和了CO2的Na2SO4
或者NaCl溶液中,镁合金的腐蚀速度远高于它在
仅自然溶解了CO2的溶液中的腐蚀速度.在前者溶
液中(饱和了CO2的Na2SO4或者NaCl溶液),X光
电子能谱分析镁合金表面的自然氧化膜,发现其中
Mg与O的比为1∶1,考虑到电子能束造成水分蒸
发的因素,推测可能是形成了氧化膜MgO·H2O.这
层氧化膜随浸泡时间延长会增厚.通过阻抗谱分
析,发现氧化膜对应的中频阻抗圈变化不大,这就
证明了这层多孔性的氧化膜对基体的保护作用很
小.若在镁合金表面涂覆有机涂层,则阻抗谱图中
的中频区则对应该有机涂层.但是,随浸泡时间延
长,氧化膜会逐渐溶解形成可溶性物质,这时Mg2+
沉积下来形成Mg(OH)2,宏观上表现为镁合金的
腐蚀过程.当Mg(OH)2的溶解与沉积过程达到动
态平衡后,镁合金的腐蚀则维持在稳定状态,Mg
(OH)2也形成一定的厚度.这一过程可从随镁合金
浸泡时间延长,其氧化膜的腐蚀电阻增大并维持在
一个较高的数值得到证明
HCO3-的浓度之所以对镁合金的腐蚀影响
较大,是因为HCO3
-可使表面原有的自然氧化膜
溶解,露出活泼的基体,从而加速腐蚀.金属的腐
蚀机理多为电化学腐蚀,既可能是析氢腐蚀
2H2O+2e-→2OH-+2H2↑,
也可能是吸氧腐蚀
O2+2H2O+4e-→4OH-.
但是研究表明,溶液中O2的浓度对镁合金的腐
蚀影响不大.据此可以推断,在溶液中镁合金的腐
蚀应该以析氢腐蚀为主.
镁合金腐蚀中的负差数效应
镁合金的腐蚀还表现出一个特殊的现象,即
在含Cl-腐蚀介质中会出现负差数效应(negative
differenteffect,NDE).负差数效应是指镁合金在
外加的阳极电流或电位的条件下,随阳极极化电
流或电位的增加,镁合金的“自腐蚀电流密度”不
减反而增加[14~16].不仅镁合金存在着这一反常
现象,铝合金也有负差数效应.
对于这一现象,有三种解释[14~16].第一种认
为阳极极化后,金属表面的状况发生剧烈改变,与
极化前相比有了很大区别,使金属的自腐蚀速度
增加,出现了负差数效应[16~18].这种解释提出的
较早,仅仅给出了一种粗略的描述.第二种解释认
为,镁合金在阳极极化时会发生溶解,同时,未溶
解的金属微小晶粒或粉末粒子的会伴随溶解过程
而脱落.因而,通过称重来测定试样的腐蚀速度就
会得到较大的自腐蚀速度值,这就导致了负差数
效应[19~20].这种解释是认为由于实验测量手段
的不完善才出现金属的表观自腐蚀速度值高于实
际过程的自腐蚀速度值.第三种则认为,由于镁合
金在腐蚀介质中溶解时,先直接形成低价离子
(Mg+),然后低价离子通过化学反应被氧化为更
高价的最终产物(Mg2+),而在应用法拉第定律以
外测阳极电流密度来计算镁合金的溶解速度时,
是按形成的最终高价产物的价态来计算的,于是,
按法拉第定律计算所得的失重结果就远小于镁合
金的实际失重结果,从而得到表观上看起来是负
的差数效应[19~25].这是从理论计算的缺陷来给
出说明的.这三种机理均可在一定范围内解释镁
合金的负差数效应.
由宋光铃等人提出的“部分膜保护机制”从微
观角度对镁合金的负差数效应给出了更为合理的
解释[15].他们认为,外加的阳极电流或电位的确
改变了镁合金表面自然氧化膜的结构;其块状结
构尺度由未加极化电流时的5μm变成了10nm,
氧化膜的孔隙直径增大,膜的完整度下降,于是腐
蚀界面的粗糙程度和实际面积都增加了,基底的
覆盖度降低,保护作用进一步减小,最终导致镁合
金的自腐蚀速度加剧,形成了宏观上的负差数效
应.这一观点与J.L.Robinson和P.F.King的解
释有相同之处;他们也认为镁合金的腐蚀反应是
发生在表面自然氧化膜的缺失处或无膜区,正是
因为镁合金基体直接参与腐蚀,所以导致了负差
数效应.
阳极氧化
阳极氧化技术是一种应用广泛的传统技
术[6~8,18,24].美国Avco公司和Allison公司采用
HAE阳极氧化处理可在镁合金表面得到10~
30μm厚的膜层,且膜层坚硬,耐磨性好,进一步
喷漆后盐雾实验可达500h.
阳极氧化技术进一步发展为当前流行的等离
子微弧阳极氧化;它使用的是比普通阳极氧化高
的电压以高于沉积的氧化物的击穿电压(一般高
于100V)进行氧化,温度则比普通阳极氧化的
低.等离子微弧阳极氧化在阳极区产生等离子微
弧放电,火花放电短时间(1~2s)里使金属表面
局部温度升高至1000℃以上,从而使氧化物熔
覆在镁合金表面,形成陶瓷质的阳极氧化膜.氧
化膜厚达2.5~30μm,且随电流密度和处理时间
的延长而增厚.等离子体微弧阳极氧化比普通阳
极氧化膜的耐蚀性和抗磨性均有提高[26].经实
验证实,以KF、K2SiO2为溶液,用340V电压对
AZ91D和ZE41D进行等离子微弧阳极氧化,然
后进行中性盐雾实验,氧化膜用ASTMD1654标
准评价,进行28d的盐雾实验后其耐蚀性可达10
级;而普通按Dow17和HAE工艺阳极氧化的行
进行14d盐雾实验后耐蚀性却仅为5级[26].
2.2 激光辅助处理
激光的单色性与高能量可使它方便地用于材
料表面改性,使用激光辅助手段可对材料表面进
行快速、局部的处理.目前已经发展了许多激光处
理改性材料的手段,如表面熔凝、涂覆、合金化、激
光辅助化学物理气相沉积和焊接等.用于镁合金
表面改性的常用技术则有激光表面热处理和激光
表面合金化[26~28].
激光表面热处理是使用高能量的激光以高速
第6期 许 越,等:
镁合金表面的腐蚀特性及其防护技术·755·
对试样表面进行连续扫描,从而使扫描区表层产
生一薄层与基体有陡峭温度梯度的熔区,再利用
基体的吸热作用使熔化层急冷,从而改善表面的
耐磨性、抗氧化性能[26].D.Dube等人[28]使用100
~300W的脉冲激光器(脉冲为1~6ms)以3~
20mm·s-1的速度对AZ91D和AM60B表面进行
处理,得到一层100~200μm厚的熔化层,在熔
化层中Al和Zn的含量远高于基体,直接导致β
相Mg17Al12体积百分比的上升,于是金属表面的
硬度得到提高,且钝化行为也较好.但是耐蚀性的
提高程度不大,其腐蚀行为表现为熔池交界处比
熔池中心更能耐蚀.
镁表面激光合金化[26]一般使用铜、镍、硅和
其他几种合金元素,其原理见图5.
与激光表面热处理相比,激光合金化的扫描
速度较慢,辐照表面经历缓慢重熔,从而有利合金
元素溶解于基体之中,快速固化则在表面形成致
密、均匀的组织结构.这种方法可使表面层合金质
量分数高达15%~75%,致使硬度提高,耐蚀性
上升.
2.3 物理气相沉积
物理气相沉积由来已久,应用也很广泛;将之
运用于镁合金表面却是近十年的事情.其优点是
冷却速度快,气相固化快.但是,由于气相凝固时,
Mg的蒸气压很高,其他合金元素难以溶解进入
表面,使用高能束辅助PVD方法,即使用不同的
能束将镁和合金元素分别气化,然后再将其按不
同比例混合.F.Stippich等人[29]使用15keV的
Ar+束在纯Mg、AZ91表面沉积MgO膜,膜层可
达1μm厚,且克服了自然氧化膜的多孔性缺陷;
该结晶状低孔性膜可提供较好的耐蚀性.通过控
制离子束参数和添加其他合金元素还可得到高结
晶度、高强度的合金表面.
2.4 化学法
化学法处理合金表面也有较好的效果.过去
使用铬酸盐在合金表面形成化学转化膜,现在考
虑到铬酸盐的毒性和出于环保目的已经不再采用
了,目前发展迅速的是使用无毒的稀土转化
膜[1~3].
AmyL.Rudd[30]使用Ce、La、Pr的硝酸盐在
纯镁和WE43上经化学浸泡形成稀土转化膜,然
后在pH为8.5的硼酸缓冲溶液中进行腐蚀性能
的电化学测试.从测试结果看出,阳极扫描时,经
Ce盐处理的试样其腐蚀电位由-1.82V正移至
-1.38V,且未处理的试样显示出较高的氧化反
应速率.用纯镁在缓冲溶液中进行开路电势的测
量,未处理试样随浸泡时间延长电势缓慢上升至
-1.7V,而覆盖了稀土转化膜的试样则从开始
时的-1.37V回落至-1.6V.WE43合金也有
同样的结果.这证实了稀土转化膜对合金的腐蚀
防护作用显著.经阻抗分析,未处理试样的电容值
稳定在40μF·cm-2;处理后的试样浸泡10h后
电容值稳定在10~25μF·cm-2,低于未处理试样
的电容值.
使用AM60B进行类似的实验,发现形成的
稀土转化膜在质量分数为3.5%NaCl溶液中的
防腐性能也随浸泡时间的延长呈现先增强后减弱
的趋势.经分析,形成的稀土转化膜具有双层结
构:
内层紧靠基体,结构较为致密;外层则呈现多
孔状.由于外层膜孔隙的存在,水分子极易进入膜
层,使膜层中的MgO转变为热力学更稳定的
Mg(OH)2.由于Mg(OH)2的分子直径更大,这
种转变使膜层的孔隙率降低,提供的物理屏蔽作
用增强,腐蚀电流密度上升;宏观上,膜层的耐蚀
性能提高.但是这种由于孔隙率降低使外层膜增
强防护的作用有限,耐蚀性的提高程度也有限.随
着浸泡时间延长,外膜层溶解变薄,转为由内层膜
提供防护性.但是内层膜与基体的结合力并不好,
因此随着Cl-的侵蚀作用向基体推进,内层膜的
完整性遭受破坏,使膜出现局部穿孔发生点蚀.
尽管目前稀土转化膜对镁合金表面只能提供
短时的腐蚀防护,且耐蚀性能提高有限,与镁合金
表面自然氧化膜相比,稀土转化膜的耐蚀性能显
著.因此稀土转化膜工艺在镁合金表面中的应用
值得深入研究.__
镁合金磷酸盐、锡酸盐化学表面处理技术的研究
在镁合金磷酸盐、锡酸盐化学处理工艺的研究过程中,采用正交试验法对磷
酸盐、锡酸盐处理溶液的种类、浓度、处理温度和操作时间进行了研究。
对生成
的化学转化膜进行了各种性能检测。
导电性能检测表明磷酸盐化学转化膜导电性
很弱,而锡酸盐转化膜层导电性能良好,电磁屏蔽作用优良。
采用扫描电镜
(SEM)、X射线光电子能谱(XRD)对膜层的表面形貌、厚度、结构和相组成
进行了研究,由结果可知磷酸盐、锡酸盐化学转化膜厚度分别为10~40Um和3~
5pm;镁合金磷酸盐化学转化膜,呈现非晶态结构特征,它的相组成主要是Mg、
A112M917和无定形相;锡酸盐转化膜的相组成主要是Mg、A112M917、
MgSn03*3H20,呈晶态结构特征。
使用SWG型杠杆式万能强度试验机检测试样的抗拉强度来考察涂膜的附
着力,实验结果表明化学转化膜层可以大大提高涂膜的附着力。
用盐雾试验和恒
定湿热试验检测了化学转化膜和后继涂层的耐蚀性能,结果表明膜层和涂层可以
大大增强镁合金基体的抗腐蚀能力,提高了镁合金的防护性能。
镁的理论标准电位与实际的腐蚀电位之间的差异与镁表面形成的保护膜有
关。
一般认为,镁合金在大多数环境中形成的表面膜的主要成分是Mg(OH)2,
以结晶态存在【211。
Marakmi和Sato陴】认为这种膜类似于Mg(OH)2,但与
Mg(OH)2又略有不同,这种膜是一种绝缘体。
这种观点能够较好的解释多数镁
合金很差的耐腐蚀性,因为Mg(0H)2易于潮解,且结构疏松,
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