LA103Z镁锂合金微弧氧化膜层微观组织及腐蚀行为

发布时间：2021-04-13 05:19

　　以硅酸盐为电解液体系,采用微弧氧化技术（MAO）在LA103Z镁锂合金表面制备陶瓷层,研究了不同电压对陶瓷层微观形貌和耐蚀性的影响。利用SEM、XRD等手段对膜层微观形貌、相组成进行表征,采用析氢法、失重分析法对膜层的耐蚀性进行评估。结果表明,MAO陶瓷层在生长40 s后,表面逐渐形成微孔状形貌。随着氧化电压增大,膜层厚度和表面微孔孔径增大,呈现出"火山口"形貌,膜层表面有裂纹出现。MAO陶瓷层主要由MgO和Mg₂SiO₄相组成。不同氧化电压所制备的MAO陶瓷层浸泡192 h后的析氢速率大小顺序为:v_{450 V}<v_{500 V}<v_{550 V}<v_基体。此外,氧化电压为500 V的MAO陶瓷层浸泡96 h后具有最小的质量损失率,说明MAO陶瓷层可以提高基体耐蚀性,且500 V所制备的MAO陶瓷层保护能力更优。 

【文章来源】：特种铸造及有色合金. 2020,40(05)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

析氢试验装置

图6为LA103Z镁锂合金基体与MAO处理后的XRD图谱。可以看出,镁锂合金基体主要相组成为Mg3Li7和Mg0.92Li4.08,说明基体中Li含量较高。MAO处理后的XRD图谱主要由MgO和Mg2SiO4两种相组成的衍射峰,说明MAO陶瓷层的主要成分为MgO和Mg2SiO4。MgO相的衍射峰最强,其含量最多,与图5中MAO陶瓷层截面能谱线扫描结果一致。MgO是在阳极沉积和微弧阶段,基体在高温高压作用下发生氧化反应所生成的氧化物,Mg2SiO4相的生成主要是因为电解液中的SiO 3 2- 离子反应所致。2.3 MAO陶瓷层的耐蚀性分析

图7为镁锂合金基体与不同氧化电压制备的MAO陶瓷层在3.5%的NaCl溶液中浸泡192 h后的表面形貌。可以看出,基体在浸泡192 h后,表面腐蚀严重且局部出现点蚀现象而产生凹坑,随着腐蚀时间变长,基体表面腐蚀产物增多,腐蚀坑变大,表面更加粗糙。在浸泡192 h后,氧化电压为450 V的MAO膜层表面出现白色腐蚀产物。主要是因为,氧化电压为450 V时所生成的陶瓷层比较薄,在长时间浸泡后,腐蚀介质与基体接触后附着于微孔表面(见图7b)。氧化电压为500 V的MAO膜层在浸泡192 h后表面大部分区域仍然呈现出MAO陶瓷层的微孔状结构,说明500 V的MAO陶瓷层能有效阻止腐蚀介质的入侵,显著提高了基体的耐蚀性。但局部区域出现微裂纹,这种裂纹在高倍形貌中更加明显。原因可能是由于腐蚀产物在表面聚集所引起的[21]。氧化电压为550 V的MAO陶瓷层比500 V的膜层厚,但膜层表面更加粗糙且微孔孔径较大,因此微孔周围有腐蚀产物生成且大量聚集于微孔上,同时表面裂纹较多。图8 为镁锂合金基体与MAO陶瓷层在浸泡192 h后的表面能谱分析。根据图8和表2可知,镁锂合金基体在3.5%的NaCl溶液中浸泡192 h后,基体表面主要含有Mg、O、Cl、Na元素。点1、点3以及点4中Cl元素含量较高。从点3和点4中可知,浸泡192 h后的MAO陶瓷层主要有Mg、Al、O、Si、Cl、Na元素。其中,Mg和O来自于MAO陶瓷层中的MgO,Al来自于镁锂合金基体,Si则来自于陶瓷中的Mg2SiO4。此外,由于LA103Z镁锂合金Al含量较少,且在3.5%的NaCl溶液中浸泡192 h后腐蚀严重,而MAO陶瓷层有效阻隔了Cl-进入基体内部。因此,在基体中未检测出Al元素,而MAO陶瓷层的谱图中有Al元素。


本文编号：3134692