AZ31镁合金表面MAO/DLC复合膜的制备及耐腐蚀性能研究
发布时间：2022-01-15 08:20
镁合金作为21世纪最轻的轻金属材料,其优异的性能使其广泛应用于汽车工业、航空航天以及电子产品等许多领域。然而,镁合金表面易腐蚀、性能差等缺点却制约了其广泛应用。当前对该领域的研究着重于从镁合金表面改性角度设计新型膜层结构和材料组分,使其能够提高镁合金的耐腐蚀性能、增大镁合金的耐摩擦磨损性能,开发出使用寿命长的防腐蚀涂层。目前的研究方向主要包括:（1）设计并开发制备简单、成本低廉具有优异性能的新型镁合金腐蚀防护涂层材料;（2）探索并研究材料组成及膜层结构对镁合金腐蚀防护性能的影响规律;（3）使用材料基因组计划的理念,采用模拟预测的方法,加快新型高性能膜层的开发速度。本研究采用微弧氧化技术与磁控溅射方法制备了MAO/DLC复合膜层,用于镁合金腐蚀防护。讨论了微弧氧化电解质溶液配比、氧化电流密度、氧化时间等工艺参数对所形成MAO膜层性能的影响。并对磁控溅射靶功率、溅射沉积时间以及乙炔、氩气流量等磁控溅射工艺参数对所制备DLC薄膜性能的影响进行了研究。最后在最优化的工艺参数下制备出了性能良好的MAO/DLC复合膜层。采用表面轮廓仪、双束聚焦扫面电子显微镜、拉曼光谱、划痕仪、化学工作站等仪器设备...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
复合薄膜的扫描图片：（a）截面图（b）表面形貌图
图 1.2 (Ti:N)-DLC 薄膜的（a）透射图（b）选区电子衍射图Table 1.2 The TEM and SAEDP of (Ti:N)-DLC coatingWang[55]等利用 PVD 与原子层沉积相结合的方法在 Mg–10Li–0.5Zn 合金表面沉积 Al/Al2O3薄膜，预溅射的 Al 层具有晶体结构，原子层沉积的 Al2O3层是无定形的。双层薄膜的制备提高了镁合金的耐腐蚀性能，在 3.5% NaCl 中的腐蚀电流密度达到 7×10 6A/cm2，相比于基板（1.9×10 3A/cm2）降低了三个数量级。Wu[56]等采用离子注入与直流磁控溅射相结合的方法在 AZ31 镁合金表面制备了 Ti 薄膜。首先，镁合金经预处理后进行氮离子注入，合金表面形成 AlN 和 MgN有利于膜基结合力的提高，其次在氮离子处理后的合金表面直流磁控溅射 Ti 层。实验结果表明，氮离子的注入使镁合金的腐蚀电流密度由 2.38×10-5A cm-2降低到1.01×10-5A cm-2，此外，两次处理后的镁合金腐蚀电位正移 195 mV。1.3.5 物理气相沉积在镁合金防护中的应用展望常用的物理气相沉积法具备沉积膜层致密、均匀，环境友好等特点，但是，沉积速率慢，生产周期长等限制了其应用。因此，为了优化镁合金表面的防护薄
重庆大学硕士学位论文数。④ 通过 X 射线衍射（XRD），能量色散 X 射线光谱仪（EDX），扫描电子镜（SEM）、拉曼光谱等检测手段分析薄膜的晶体结构、表面成分、表面形貌分析讨论其对镁合金基底耐腐蚀性的影响。.5.3 技术路线① MAO/DLC 复合膜的制备及耐腐蚀性研究实验。实验研究路线如图 1.3：
【参考文献】：
期刊论文
[1]Microstructure and Tribological Behavior of Self-lubricating（Si:N）-DLC/MAO Coatings on AZ80 Magnesium Substrate[J]. Wei YANG,Zhennan DENG,Dong ZHANG,Peiling KE,Aiying WANG. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2013(06)
[2]Effect of cerium and lanthanum additives on plasma electrolytic oxidation of AZ31 magnesium alloy[J]. 沈德久,马豪杰,郭长虹,蔡景瑞,李国龙,何东磊,杨庆祥. Journal of Rare Earths. 2013(12)
[3]AZ31B镁合金的本构方程建立及切削性能分析[J]. 理俊杰,轧刚,王时英,张裕生. 工具技术. 2012(04)
[4]镁及镁合金的特性与应用[J]. 黄海军,韩秋华. 热处理技术与装备. 2010(03)
[5]AZ31变形镁合金性能与组织的研究[J]. 秦梅,张敏刚,郑建军,田香菊. 山西冶金. 2008(02)
[6]类金刚石薄膜的制备及其电阻率、光谱特性研究[J]. 赵之明,李合琴,顾金宝. 真空. 2007(06)
[7]微弧氧化技术述评[J]. 席晓光. 表面技术. 2007(04)
[8]铸造铝合金微弧氧化膜的生长动力学及耐蚀性能[J]. 薛文斌,华铭,施修龄,田华. 硅酸盐学报. 2007(06)
[9]AZ91D镁合金微弧阳极氧化及表面处理研究[J]. 王周成,唐毅,许杰. 厦门大学学报(自然科学版). 2006(S1)
[10]Review of studies on corrosion of magnesium alloys[J]. 曾荣昌,张津,黄伟九,W.DIETZEL,K．U．KAINER,C．BLAWERT,柯伟. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2006(S2)
本文编号：3590264
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
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【学位级别】：硕士
【部分图文】：
复合薄膜的扫描图片：（a）截面图（b）表面形貌图
图 1.2 (Ti:N)-DLC 薄膜的（a）透射图（b）选区电子衍射图Table 1.2 The TEM and SAEDP of (Ti:N)-DLC coatingWang[55]等利用 PVD 与原子层沉积相结合的方法在 Mg–10Li–0.5Zn 合金表面沉积 Al/Al2O3薄膜，预溅射的 Al 层具有晶体结构，原子层沉积的 Al2O3层是无定形的。双层薄膜的制备提高了镁合金的耐腐蚀性能，在 3.5% NaCl 中的腐蚀电流密度达到 7×10 6A/cm2，相比于基板（1.9×10 3A/cm2）降低了三个数量级。Wu[56]等采用离子注入与直流磁控溅射相结合的方法在 AZ31 镁合金表面制备了 Ti 薄膜。首先，镁合金经预处理后进行氮离子注入，合金表面形成 AlN 和 MgN有利于膜基结合力的提高，其次在氮离子处理后的合金表面直流磁控溅射 Ti 层。实验结果表明，氮离子的注入使镁合金的腐蚀电流密度由 2.38×10-5A cm-2降低到1.01×10-5A cm-2，此外，两次处理后的镁合金腐蚀电位正移 195 mV。1.3.5 物理气相沉积在镁合金防护中的应用展望常用的物理气相沉积法具备沉积膜层致密、均匀，环境友好等特点，但是，沉积速率慢，生产周期长等限制了其应用。因此，为了优化镁合金表面的防护薄
重庆大学硕士学位论文数。④ 通过 X 射线衍射（XRD），能量色散 X 射线光谱仪（EDX），扫描电子镜（SEM）、拉曼光谱等检测手段分析薄膜的晶体结构、表面成分、表面形貌分析讨论其对镁合金基底耐腐蚀性的影响。.5.3 技术路线① MAO/DLC 复合膜的制备及耐腐蚀性研究实验。实验研究路线如图 1.3：
【参考文献】：
期刊论文
[1]Microstructure and Tribological Behavior of Self-lubricating（Si:N）-DLC/MAO Coatings on AZ80 Magnesium Substrate[J]. Wei YANG,Zhennan DENG,Dong ZHANG,Peiling KE,Aiying WANG. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2013(06)
[2]Effect of cerium and lanthanum additives on plasma electrolytic oxidation of AZ31 magnesium alloy[J]. 沈德久,马豪杰,郭长虹,蔡景瑞,李国龙,何东磊,杨庆祥. Journal of Rare Earths. 2013(12)
[3]AZ31B镁合金的本构方程建立及切削性能分析[J]. 理俊杰,轧刚,王时英,张裕生. 工具技术. 2012(04)
[4]镁及镁合金的特性与应用[J]. 黄海军,韩秋华. 热处理技术与装备. 2010(03)
[5]AZ31变形镁合金性能与组织的研究[J]. 秦梅,张敏刚,郑建军,田香菊. 山西冶金. 2008(02)
[6]类金刚石薄膜的制备及其电阻率、光谱特性研究[J]. 赵之明,李合琴,顾金宝. 真空. 2007(06)
[7]微弧氧化技术述评[J]. 席晓光. 表面技术. 2007(04)
[8]铸造铝合金微弧氧化膜的生长动力学及耐蚀性能[J]. 薛文斌,华铭,施修龄,田华. 硅酸盐学报. 2007(06)
[9]AZ91D镁合金微弧阳极氧化及表面处理研究[J]. 王周成,唐毅,许杰. 厦门大学学报(自然科学版). 2006(S1)
[10]Review of studies on corrosion of magnesium alloys[J]. 曾荣昌,张津,黄伟九,W.DIETZEL,K．U．KAINER,C．BLAWERT,柯伟. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2006(S2)
本文编号：3590264
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