中性NaCl环境中含铁杂质纯镁的表面缓蚀与防护研究

发布时间：2021-04-22 07:09

　　镁及其合金是在工程应用中密度最低的金属结构材料,具有高比强度、高阻尼、电磁屏蔽以及优良的铸造性、切削加工性和易于回收等优势,在汽车、电子、航空航天、医疗卫生和国防等领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景,被誉为“二十一世纪绿色工程材料”。但是,由于镁具有很高的化学活性,在一般大气环境中就能够发生腐蚀破坏,从而严重制约了镁及其合金材料在工业实践中的应用。在影响镁合金腐蚀性能的诸多因素之中,过渡族金属（如:铁、镍和铜）杂质对镁的腐蚀具有显著的促进作用。但是,通常这些元素在镁基体中的含量极低（ppm量级,1ppm=1mg/L）,通过采用常规试验手段无法完整观测此类杂质颗粒在镁腐蚀过程中的进化过程,从而导致至今尚无完备理论解释杂质粒子对镁腐蚀作用的促进机制以及有效的防护措施。因此,为弥补上述研究不足,本文选用含铁杂质纯镁作为研究对象,研究不同铁杂质含量对纯镁在中性NaCl溶液中腐蚀速率的影响,并针对这一特性开展镁的表面缓蚀与防护研究。为研究铁杂质含量对镁腐蚀速率的影响作用,选用两种铁杂质含量不同（即:54ppm和342ppm）的纯镁样品进行试验,在分析铁杂质在纯镁中存在形态的基础上,采用析氢试... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：148 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 镁及其合金腐蚀特性的研究
        1.2.1 镁及其合金的腐蚀热力学行为
        1.2.2 镁及其合金的负差数效应（NDE）
    1.3 金属杂质对镁腐蚀行为影响的研究
        1.3.1 铁杂质在纯镁中的存在状态
        1.3.2 含铁杂质纯镁腐蚀行为的研究
        1.3.3 铁杂质对镁腐蚀催化效应的研究
    1.4 镁及其合金缓蚀剂的研究现状
        1.4.1 镁及其合金无机缓蚀剂的研究进展
        1.4.2 镁及其合金有机缓蚀剂的研究进展
    1.5 镁及其合金表面处理工艺的研究现状
        1.5.1 化学转化法
        1.5.2 微弧氧化
        1.5.3 基于微弧氧化的复合涂层研究
    1.6 目前研究中存在的不足
    1.7 本文的主要研究内容
第2章 缓蚀剂对含铁杂质纯镁腐蚀行为影响的研究
    2.1 引言
    2.2 试验材料与试剂
    2.3 析氢试验
        2.3.1 试验装置及试验内容
        2.3.2 析氢试验中缓蚀剂对腐蚀行为的影响
    2.4 缓蚀剂对富铁纯镁腐蚀影响的电化学表征
        2.4.1 动电位极化法
        2.4.2 电化学交流阻抗谱
    2.5 采用不同测试方法计算缓蚀效率的对比研究
    2.6 本章小结
第3章 富铁杂质纯镁腐蚀及其缓蚀剂缓蚀机制研究
    3.1 引言
    3.2 硅对镁基体中铁杂质的影响
    3.3 Mg-342Fe在NaCl溶液中的腐蚀过程研究
        3.3.1 镁基体中富铁颗粒的Volta电势差分析
        3.3.2 Mg-342Fe的浸泡试验
    3.4 缓蚀剂对腐蚀行为的影响及腐蚀形貌分析
        3.4.1 缓蚀剂的添加对开路电位的影响
        3.4.2 缓蚀剂的添加对Volta电势差的影响
        3.4.3 腐蚀Mg-342Fe样品表面成分分析
        3.4.4 腐蚀Mg-342Fe样品表面形貌分析
    3.5 吸附理论及特征缓蚀剂的缓蚀机制
        3.5.1 基于双电层模型的缓蚀剂等温吸附特性研究
        3.5.2 特征缓蚀剂的缓蚀机制
    3.6 本章小结
第4章 面向携带缓蚀剂的微弧氧化膜层的研究
    4.1 引言
    4.2 缓蚀剂携带能力的因素分析
    4.3 微弧氧化能量参数对膜层结构的影响
        4.3.1 试验设计
        4.3.2 试验结果分析
        4.3.3 显著因素对微弧氧化层结构的影响
    4.4 羟基磷灰石颗粒对微弧氧化膜层结构的影响
        4.4.1 试验设计
        4.4.2 羟基磷灰石浓度对微弧氧化层微观结构的影响
    4.5 微弧氧化层携带缓蚀剂能力研究
        4.5.1 微弧氧化层缓蚀剂置入方法研究
        4.5.2 基于光学检测的缓蚀剂释放研究
    4.6 本章小结
第5章 基于缓蚀剂的主动腐蚀防护复合涂层的制备与性能研究
    5.1 引言
    5.2 复合环氧树脂/微弧氧化涂层的制备与形貌分析
        5.2.1 环氧树脂溶胶的硅烷树脂涂层成分及浸涂参数
        5.2.2 复合涂层形貌结构
    5.3 复合涂层腐蚀及主动腐蚀防护性能研究
        5.3.1 电化学交流阻抗谱（EIS）测试
        5.3.2 腐蚀表面形貌分析
        5.3.3 AC/DC/AC腐蚀测试
        5.3.4 盐雾试验
        5.3.5 复合涂层主动腐蚀防护机制的研究
    5.4 复合环氧树脂/微弧氧化涂层机械性能的研究
        5.4.1 复合涂层结合强度的研究
        5.4.2 复合涂层的干摩擦特性
        5.4.3 复合涂层的磨损破坏机制
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及其它成果
致谢
个人简历
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]木质素磺酸钠对3.5%NaCl溶液中AZ31镁合金的缓蚀作用[J]. 肖涛,党宁,侯利锋,卫英慧,郭春丽,杜华云.  稀有金属材料与工程. 2016(06)
[2]扫描振动电极技术在腐蚀研究中的应用[J]. 续冉,王佳,王燕华.  腐蚀科学与防护技术. 2015(04)
[3]Effects of Al2O3 Nano-additive on Performance of Micro-arc Oxidation Coatings Formed on AZ91D Mg Alloy[J]. Yan Wang,Dongbo Wei,Jie Yu,Shichun Di.  Journal of Materials Science & Technology. 2014(10)
[4]高性能镁合金及其在汽车行业应用的研究进展[J]. 李宜达,梁敏洁,廖海洪,张晓.  热加工工艺. 2013(10)
[5]金属腐蚀微区电化学研究进展（3） 扫描振动电极技术[J]. 骆鸿,董超芳,肖葵,李晓刚,魏丹.  腐蚀与防护. 2009(09)

博士论文
[1]Mg-Al系压铸镁合金显微组织对力学性能和腐蚀性能影响的研究[D]. 姜巍.吉林大学 2017
[2]AZ91D镁基体上冷喷涂Al及Al-Mg17Al12复合涂层的研究[D]. 卜恒勇.上海交通大学 2012



本文编号：3153362