表面改性增强镁铝自愈合防腐蚀性能的研究

发布时间：2017-10-09 19:28

  本文关键词：表面改性增强镁铝自愈合防腐蚀性能的研究

  更多相关文章： 涂层 转化膜 缓蚀剂 防腐 自愈合

【摘要】：轻金属及其合金由于具有较高的强度/重量比、易成型加工以及优异的物理、化学性能,被广泛应用于国防、航空航天、汽车、电子、仪器仪表及日用品制造等领域。但轻金属及其合金耐蚀性较差,因而必须采取相应的措施来解决轻金属合金的腐蚀问题。目前,涂层防护是应用最普遍、最有效、最经济的一种防腐措施。然而,传统涂层均存在固有孔隙和缺陷,其易加速涂层失效,限制了涂层防护技术的广泛应用。因此,如何赋予涂层良好的自修复防护性能成为迫切需要解决的问题。本论文主要是基于物质的化学溶解平衡原理,提出一种在镁铝轻金属合金表面制备高耐蚀、高寿命、自愈合防腐涂层的新方法,并深入探究了涂层相应的电化学生长机理和耐蚀机理,为高效智能防腐蚀材料的开发以及防止溶液、大气腐蚀的研究提供了新思路及理论依据。首先,通过采用腐蚀诱导沉积技术分别在AZ91D镁合金和铝基体表面制备了致密、均匀且稳定的八羟基喹啉镁(Mg(HQ)2)和八羟基喹啉铝(Al(HQ)3)转化膜。由极化曲线(PC)和交流阻抗(EIS)测试表明,生成转化膜后镁铝金属在腐蚀性介质中的自腐蚀电流比纯金属的自腐蚀电流降低了1个数量级,阻抗值比纯金属增长了将近2个数量级,大大提高了金属的防腐蚀性能。其次,深入探究了Mg(HQ)2和Al(HQ)3转化膜的耐蚀机理,结果表明该膜层不仅有效地屏蔽了腐蚀性介质的侵蚀,而且基于溶解-再结晶的自修复防腐蚀机理,一旦膜层破损,膜层会自身溶解释放出缓蚀剂离子HQ-,在破损处与腐蚀下来的金属离子重新再结晶生成沉淀覆盖在基体表面,实现自愈合,形成对金属基体的长效保护。最后,在上述工作的基础上,进一步利用八羟基喹啉阴离子对铝基体表面制备的水滑石(LDH)膜进行改性处理。结果表明化学改性过程中,缓蚀剂嵌入涂层中,诱导涂层相结构的转化,生成Mg(HQ)2和Al(HQ)3的复合物,显著增强了LDH涂层的耐蚀性能。水滑石涂层独特的层状微纳米结构作为模版和微纳米容器实现了涂层的改性及缓蚀剂的存储过程,一旦涂层破坏,改性的涂层会在缺陷处定向释放缓蚀剂,并利用缓蚀剂的化学刻蚀作用来主动激活自愈合响应过程,强化化学溶解平衡驱动的沉积-修复过程,从而有效的增强了涂层的腐蚀防护性能。
【关键词】：涂层 转化膜 缓蚀剂 防腐 自愈合
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 1 研究背景10-16
• 1.1 轻金属合金的腐蚀概述10
• 1.2 轻金属合金的防腐蚀现状10-15
• 1.2.1 磷化膜11
• 1.2.2 稀土转化膜11-12
• 1.2.3 锆钛转化膜12-13
• 1.2.4 有机酸盐转化膜13-14
• 1.2.5 硅烷转化膜14
• 1.2.6 水滑石转化膜14-15
• 1.2.7 其它转化膜15
• 1.3 选题依据及研究内容15-16
• 2 主动沉积Mg(HQ)_2膜层增强AZ91D镁合金耐蚀性能的研究16-32
• 2.1 实验部分16-18
• 2.1.1 试样制备16-17
• 2.1.2 试样表征17-18
• 2.2 结果与讨论18-31
• 2.2.1 Mg(HQ)_2转化膜的生长机理18-22
• 2.2.2 Mg(HQ)_2转化膜的耐蚀机理22-31
• 2.3 本章小结31-32
• 3 化学转化Al(HQ)_3膜层增强铝基体耐蚀性能的研究32-45
• 3.1 实验部分32-34
• 3.1.1 试样制备32-33
• 3.1.2 试样表征33-34
• 3.2 结果与讨论34-44
• 3.2.1 Al(HQ)_3转化膜的转化机理34-38
• 3.2.2 Al(HQ)_3转化膜的耐蚀机理38-44
• 3.3 本章小结44-45
• 4 化学改性增强铝基体表面水滑石膜层耐蚀性能的研究45-60
• 4.1 实验部分45-46
• 4.1.1 试样制备45-46
• 4.1.2 试样表征46
• 4.2 结果与讨论46-59
• 4.2.1 水滑石(LDH)膜的改性机理46-52
• 4.2.2 水滑石(LDH)膜的耐蚀机理52-59
• 4.3 本章小结59-60
• 结论60-61
• 参考文献61-66
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况66-67
• 致谢67-68

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;第八届全国转化膜技术学术报告年会第二次征文通知[J];材料保护;2010年03期

2 ;第九届全国转化膜及表面精饰学术年会在合肥举办[J];表面工程资讯;2012年04期

3 ;铝合金氟氢酸转化膜的研究[J];材料保护;1999年10期

4 ;第十届全国转化膜及表面精饰学术年会征文通知(第二轮)[J];材料保护;2013年12期

5 ;蓝光转化膜[J];技术与市场;2000年07期

6 郑旦亮,唐电;不同工艺制备的铝表面转化膜形成机理初探[J];福州大学学报(自然科学版);2001年03期

7 石磊,王清,王泽波;转化膜性能的测试技术[J];腐蚀与防护;2004年10期

8 罗福林;;镀层及转化膜的精饰处理──拉丝、研磨及双色处理[J];电镀与涂饰;2007年11期

9 郭瑞光;耿志良;;无铬转化膜技术研究的几点建议[J];电镀与涂饰;2008年05期

10 宫承鹏;王昕;刘浩泉;卢轩;;不同添加剂对铝表面铈转化膜耐蚀性的影响[J];中国稀土学报;2011年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 乔丽英;张婷;谢奉妤;张飞云;高家诚;;制备工艺对纯镁表面植酸转化膜的缓蚀性影响的研究[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集（第二卷）[C];2011年

2 崔秀芳;李庆芬;王福会;;镁、铝及其合金表面植酸转化膜研究[A];第八届全国表面工程学术会议暨第三届青年表面工程学术论坛论文集（六）[C];2010年

3 陈东初;吴飞鹏;李文芳;;植酸在镁合金表面无铬化学转化膜中的应用研究[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集（下集）[C];2005年

4 ;在Mg-14wt%Li-l%Al-0.1%Ce合金上的钒酸盐转化膜(英文)[A];2011年全国电子电镀及表面处理学术交流会论文集[C];2011年

5 易爱华;李文芳;杜军;穆松林;;铝合金表面有色钛/锆转化膜的制备[A];第九届全国转化膜及表面精饰学术年会论文集[C];2012年

6 农登;宋东福;戚文军;梁涛;王海艳;;镁合金磷酸盐-高锰酸盐转化膜工艺研究[A];2013广东材料发展论坛——战略性新兴产业发展与新材料科技创新研讨会论文摘要集[C];2013年

7 杨在兴;霍宏伟;;AZ91D表面铈转化膜成膜工艺及其耐腐蚀性的研究[A];2008年全国腐蚀电化学及测试方法学术交流会论文摘要集[C];2008年

8 盘艳红;杜军;李文芳;穆松林;;镁合金表面Ce-Mn转化膜组织结构及耐蚀性研究[A];第九届全国转化膜及表面精饰学术年会论文集[C];2012年

9 李业萍;张树永;;镁合金有机羧酸钠转化膜的制备和性能研究[A];中国腐蚀电化学及测试方法专业委员会2012学术年会论文集[C];2012年

10 陈义庆;徐承明;敖列哥;徐小连;肖宇;武裕民;;硫酸锌对镀锌钢板中铬酸盐转化膜检测的影响[A];2007中国钢铁年会论文集[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 冬博;镁合金腐蚀防护转化膜研究进展顺利[N];中国有色金属报;2010年

中国博士学位论文全文数据库 前9条

1 雷黎;镁合金铈转化膜与铈/硅烷复合转化膜的成膜机理及腐蚀行为[D];中国海洋大学;2015年

2 张双红;锌层表面硅酸盐和镧盐转化膜的结构及改性[D];华南理工大学;2016年

3 陈廷益;6063铝合金表面着色锆（钛）无铬转化膜的成膜及其机理研究[D];华南理工大学;2011年

4 高焕方;镁合金环保型化学转化膜制备及其性能研究[D];重庆大学;2011年

5 易建龙;Mg-9Gd-4Y-1Nd-0.6Zr合金的耐蚀性及铈转化膜研究[D];中南大学;2010年

6 陈晓明;镁合金上单宁酸系转化膜和钙系磷化膜的制备和性能的研究[D];吉林大学;2010年

7 袁美蓉;热浸镀锌层表面硅酸盐转化膜的研究[D];华南理工大学;2011年

8 杨黎晖;镁锂合金表面化学镀、转化膜制备及性能研究[D];哈尔滨工程大学;2008年

9 苏达哥;环保型转化膜和化学镀镍增强AZ91镁合金表面性能[D];吉林大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张贺宏;铝合金表面耐蚀防污化学转化膜的制备与性能研究[D];北京化工大学;2015年

2 王耀祖;ST12型冷轧板涂装前处理的研究[D];大连工业大学;2015年

3 刘超;铝合金三价铬复合转化膜制备及性能研究[D];广东工业大学;2016年

4 吴晓晓;热浸Galfan镀层表面镧盐转化膜的研究[D];华南理工大学;2016年

5 付义坤;铝合金表面钛锆转化膜处理液的极限成膜能力研究[D];华南理工大学;2016年

6 石琴;镁合金表面转化膜—化学镀 Ni-P 层的制备及耐蚀性研究[D];西安科技大学;2015年

7 张睿悦;医用镁合金表面介孔45S5生物活性玻璃/植酸转化膜复合涂层的制备及性能研究[D];天津大学;2014年

8 宗秋凤;表面改性增强镁铝自愈合防腐蚀性能的研究[D];大连理工大学;2015年

9 刘金龙;铜表面镍钼磷转化膜的制备及性能研究[D];西安电子科技大学;2010年

10 亓美玲;钢铁表面植酸转化膜研究[D];山东大学;2012年

，

本文编号：1002002