镁合金表面超疏水复合涂层的制备与研究

发布时间：2017-08-18 04:07

  本文关键词：镁合金表面超疏水复合涂层的制备与研究

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【摘要】：镁合金具有很多优点,被誉为21世纪的绿色金属,但其化学性质极其活泼,极易发生腐蚀,因此,镁合金零件要想得到广泛的应用必须进行表面处理。传统的表面处理方法都有不同的弊端,越来越多复合涂层得到广泛应用,这样即结合了每种表面处理方法的优点,又加强了其综合性能,可以使镁合金得到更加广泛的应用。本文提出一种新的镁合金表面处理方法,以镀镍层为底层,无铬锌铝涂层为表层,在其上面附着一层透明纳米粒子SiO_2制备出超疏水复合涂层,它结合了镀镍层耐磨性好、无铬锌铝涂层耐盐雾好、SiO_2纳米颗粒的超疏水性的优点,使镁合金表面得到了一种耐磨耐蚀性好且具有自清洁效果的涂层。通过SEM、激光共聚焦、XRD、FTIRI等测试方法分别对镁合金表面镀镍层、无铬锌铝涂层、超疏水复合涂层的表面形貌、结构、成分做了测定和分析,采用接触角仪、表面张力仪对超疏水复合涂层的亲疏水效果进行了表征,之后通过不同类型涂层的国际标准测试方法对每层涂层的结合力进行了测试,又通过电化学工作站及盐雾试验等腐蚀测试方法对涂层的耐蚀性能进行了综合分析。结果表明,超疏水复合涂层各层之间结合良好,其表面由于纳米粒子SiO_2的覆盖将无铬锌铝涂层存在的缺陷掩盖,降低其粗糙度,使其具备很好的超疏水性,达到自清洁效果;耐腐蚀实验证明其综合耐腐蚀效果最好。
【关键词】：超疏水 复合涂层 耐腐蚀
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第1章 绪论11-24
• 1.1 镁合金表面复合涂层11-14
• 1.1.1 镁合金腐蚀防护11-12
• 1.1.2 常用镁合金复合涂层12-14
• 1.2 镁合金表面金属镀层14-17
• 1.2.1 镁合金金属镀面临的问题14-15
• 1.2.2 电镀及化学镀流程15
• 1.2.3 应用于镁合金上的金属镀层15-17
• 1.3 无铬锌铝涂层17-18
• 1.3.1 无铬锌铝涂层性能特点17-18
• 1.3.2 无铬锌铝涂层在镁合金上的应用问题18
• 1.4 超疏水改性18-22
• 1.4.1 超疏水表面理论18-20
• 1.4.2 超疏水表面制备方法20-22
• 1.5 选题的目的意义及内容22-24
• 第2章 实验材料及测试方法24-35
• 2.1 实验材料与仪器24
• 2.1.1 实验材料24
• 2.1.2 实验药品24
• 2.2 工艺流程及溶液成分24-28
• 2.2.1 工艺流程24
• 2.2.2 化学镀及电镀工艺及溶液成分24-26
• 2.2.3 无铬锌铝涂层制备流程26-28
• 2.2.4 超疏水改性无铬锌铝涂层28
• 2.3 测试方法28-35
• 2.3.1 表面形貌观察28-30
• 2.3.2 结构和成分分析30-31
• 2.3.3 亲疏水测试31
• 2.3.4 硬度测试31-32
• 2.3.5 涂层结合力测试32
• 2.3.6 摩擦磨损性能测试32
• 2.3.7 耐腐蚀性分析32-34
• 2.3.8 盐雾试验34-35
• 第3章 镁合金表面镍基镀层的制备35-51
• 3.1 引言35
• 3.2 实验方法35
• 3.3 结果与讨论35-49
• 3.3.1 不同沉积方法镍基镀层微观形貌和结构分析35-39
• 3.3.2 不同沉积方法镍基镀层结合力分析39-40
• 3.3.3 不同沉积方法镍基镀层硬度40-41
• 3.3.4 不同沉积方法镍基镀层摩擦磨损性能分析41-44
• 3.3.5 不同沉积方法镍基镀层电化学性能分析44-49
• 3.4 本章小结49-51
• 第4章 无铬锌铝涂层的制备与性能研究51-64
• 4.1 前言51
• 4.2 涂层制备及实验方法51-53
• 4.3 结果与讨论53-62
• 4.3.1 粘结剂选取53-55
• 4.3.2 硅烷锌铝涂层的表面与截面形貌55-57
• 4.3.3 硅烷锌铝涂层的成分与结构分析57-59
• 4.3.4 锌铝涂层硬度分析59
• 4.3.5 锌铝涂层耐蚀性分析59-61
• 4.3.6 锌铝涂层耐蚀机理61-62
• 4.4 本章小结62-64
• 第5章 无铬锌铝涂层的超疏水改性64-73
• 5.1 前言64
• 5.2 试验方法64
• 5.3 结果与讨论64-71
• 5.3.1 表面形aa貌与润湿性64-66
• 5.3.2 超疏水复合涂层的粘附性表征66-67
• 5.3.3 超疏水复合涂层的红外分析67-68
• 5.3.4 超疏水复合涂层的电化学性能测试68-71
• 5.4 本章小结71-73
• 结论73-75
• 参考文献75-80
• 攻读硕士学位期间所取得的研究成果80-81
• 致谢81-82

【参考文献】

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本文编号：692574