镁合金“导电”耐蚀化学转化膜研究

发布时间：2021-10-26 12:14

　　镁合金由于低密度、高比强度和良好的电磁兼容性等优点在航空、汽车、3C电子产品中具有非常广泛的应用前景。但是,耐蚀性能差作为镁合金最大的“短板”仍然是其更广泛的应用的最大的挑战。表面涂层是提高镁合金耐蚀性的最有效方法。当镁合金作为承载外壳应用于电子设备领域时,为了满足电磁兼容性能、防止静电累积、接地等需求,对镁合金防护涂层提出了新的要求:在满足耐蚀性的前提下,镁合金表面要具有低接触电阻的特性。化学转化膜技术具有廉价、工艺简单等优点,是工业上应用最为广泛的表面处理技术。传统的铬酸盐转化膜虽然具有高耐蚀性且能满足“导电”要求,但是Cr（Ⅵ）由于其环保和健康问题逐渐被禁止使用,因而工业界对环保型“导电”耐蚀转化膜的需求非常迫切。针对这个需求,本论文提出了一种环保型“导电”耐蚀转化膜的设计思路,并在AZ91D镁合金上得到实现;针对该转化膜中存在的裂纹等缺陷的产生机制进行研究,提出了转化膜裂纹形成新机制——氢致开裂;从材料角度,研究了镁合金基体晶粒及第二相尺寸变化对转化膜结构和耐蚀性能的影响。根据接触电阻在微观层面的含义及镁合金腐蚀的特点,提出了一种新的“导电”耐蚀转化膜结构:将镁合金中耐蚀性更好... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：125 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１铬酸盐相图：（ａ）六价铬；（ｂ）三价铬??Ｆｉｇ．１．１?Ｐｒｅｄｏｍｉｎａｎｃｅ?ｄｉａｇｒａｍｓ?ｆｏｒ?Ｃｒ?ｉｎ?ｔｈｅａｈｅｘａｖａｌｅｎｔ?ａｎｄｂｔｒｉｖａｌｅｎｔ?ｏｘｉｄａｔｉｏｎ??

图１．２镁合金在３Ｃ电子产品中的应用??Ｆｉｇ．１．２．?Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｍａｇｎｅｓｉｕｍ?ａｌｌｏｙ?ｉｎ?３Ｃ?ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ?ｐｒｏｄｕｃｔｓ??在镁合金表面处理技术中，阳极氧化膜和微弧氧化膜为绝缘膜，金属镀层虽??然导电性良好，但是其潜在的电偶腐蚀风险及工艺的复杂性使其应用受到限制??［１４２］。特定铬酸盐转化处理可以满足“导电”性，但由于其致癌性和环保问题受??到限制。因而，开发无铬“导电”转化膜具有重要意义。同时，转化膜的“导电??性”依赖于膜层的耐蚀性（腐蚀产物在表面的堆积会导致表面“导电性”的失效），??转化膜的耐蚀性依靠膜层的物理阻隔作用，而转化膜中普遍存在的裂纹是转化膜??失效的主要原因，但是对其形成机制缺乏深入理解。另外，转化膜是通过镁合??金基体与转化液之间通过化学反应形成的，因而探索基体显微组织结构对转化膜??的结构和性能的影响具有重要意义。??综上所述，本文以镁合金ＡＺ９１Ｄ为研宄对象，从以下三个方面对镁合金“导??电”耐蚀化学转化膜展开研究：??（１）从微观尺度理解“表面导电性”（即接触电阻）所需要的表面状态，据??

接触电阻测试采用美国军方标准ＭＩＬ－ＤＴＬ－５５４１Ｆ，该标准为美国军方针对??航空铝合金铬酸盐转化膜接触电阻测试标准。施加在样品上的测试压强为１．４４??ＭＰａ?（测试面积为ｌｃｍ２，施加压力为１４．４０Ｋｇ）。接触电阻测试仪如图２．１所示，??由压力加载装置（由压力试验机实现）、电阻测量仪（微欧计）和电脑控制系统??组成。??■?ｗｊｍ??ｍ?ｍ?＿＿＿＿＿＿＿＿＿?■??刺?ｉｉｔ?电极？——？??，脯魄扱绝搛热??ｒ＝Ｔ—？＿??图２．１接触电阻测试仪器??Ｆｉｇ．２．１．?Ａｐｐａｒａｔｕｓ?ｆｏｒ?ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ?ｃｏｎｔａｃｔ?ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ?ｔｅｓｔ??２．４．２电化学测试??本文的电化学测试均采用Ｚａｈｎｅｒ?Ｚｅｎｎｉｕｍ电化学工作站，测试采用三电极??２７??

【参考文献】：
期刊论文
[1]先进镁合金材料及其在航空航天领域中的应用[J]. 丁文江,付彭怀,彭立明,蒋海燕,王迎新,吴国华,董杰,郭兴伍.  航天器环境工程. 2011(02)

博士论文
[1]铝含量及前处理对镁合金及其PEO膜显微结构和耐蚀性能的影响[D]. 魏芳芳.中国科学技术大学 2016



本文编号：3459482