高耐蚀性镁合金疏水膜的制备与性能研究

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1、高耐蚀性镁合金疏水膜的制备与性能研究刘苗马静张帅叶林峰郝建军沈阳理工大学摘要：通过对AZ91D镁合金基体磷化，并且进行封闭处理，在其表面制备疏水膜从而提高其耐蚀性。利用电化学工作站、盐雾试验、扫描电子显微镜、X-射线衍射等测试手段对镁合金表面的结构、形貌、成分、抗腐蚀性等性能测试与分析。结果表明，经过磷化封闭后的镁合金的成分主要为Zn2（POJ2-4H20和5H3Q,表面形状为微/纳粗糙多孔结构，最佳接触角为130。，镁合金试样经盐雾试验处理24h后，无锈蚀现象。关键词：镁合金;磷化膜;疏水膜;耐蚀;作者简介：刘苗（1996-），女，辽宁省人，2018年毕业于沈阳理工大学应用化学专业。收

2、稿日期：2017-10-13StudyonPreparationandPropertiesofHighlyCorrosion~resistantHydrophobicFilmonMagnesiumAlloyLIUMiaoMAJingZHANGShuaiYELin-fengHAOJian-junShenyangLigongUniversity;Abstract：Thehydrophobicfilmonthesurfaceofmagnesiumalloywaspreparedbyphosphatingmagnesiumalloysubstratesoastoimproveitscorrosi

3、onresistance.Theelectrochemicalworkstation,salt-spraytest,scanningelectronmicroscopy,X-raydiffractionandothertestingmeanswereusedtoemalyzcthestructurc,morphology，compositionandcorrosionresistanceofthehydrophobicfilm.Theresultsshowedthatmaincompositionsofthehydrophobicfilmonthesurfaceofphosphated-

4、confinedmagnesiuinalloywereZn2(P04)2•4H20andCisli^.Itssurfacemorphologywasmadeupwithroughporiferousconcave_convexstrueture,andthebiggestcontactanglewas130°•Therewasnotcorrosionphenomenononthemagnesiumalloysurfaceinthesaltspraytestfor24h.Keyword：magnesiumalloy;phosphatedfilm;hydrophobicfilm;corros

5、ionresistance;Received：2017-10-13镁合金是最轻的金属结构材料，密度为1.3^1.9g/cm,比强度和比刚度都高于铝合金和钢，加工性能优良。镁合金也具有良好的挤压性，导热性丄口。由于综合性能优良，镁合金被誉为“21世纪金属”并被广泛应用于航空航天、建筑、汽车、医疗、军事等行业宜。然而，镁合金的膜层不稳定，极易与空气等介质反应导致基体腐蚀。目前对镁合金所采用的表面处理措施主要有阳极氧化处理、激光表面合金化、微弧氧化、离子注入、物理气相沉积、电镀等［3-5］。利用阳极氧化所产牛的膜结构疏松，孔隙率高，孔洞大而不规则，口与基体结合不牢固。由此考虑是否可以在镁合金表

6、面制备一层类似于荷叶疏水效果的疏水膜，这样水、油等其它可能对镁合金造成腐蚀的物质都可以被该层疏水膜“抵挡”在外部，从而避免了镁合金的腐蚀。通过扫描电子显微镜可以发现粗糙的荷叶表面上有无数个微米级的乳突结构，每个微米级乳突上又为无数纳米级乳突所覆盖gl，正是这种微纳二级结构决定了荷叶遇水不润湿II水珠可以自由滚落。荷叶表面的这层疏水膜具有自洁性、超疏水性等独特的表而性能，可以应用到船舶防污等领域。图1荷叶表面水珠及微观状态下载原图本文将采取化学转化膜的方法，将镁合金进行一系列预处理，对镁合金磷化处理，然后进行封闭。最终在镁合金表面形成一层附着力较好且具有良好的疏水性的难溶的疏水膜。1实验方

7、法实验试样为AZ91D镁合金，实验用化学试剂均为分析纯。实验处理流程:空白试样一打磨一碱洗除油一去离子水冲洗一酸洗一表调一磷化(lOmin)-封闭(24h)烘干(50°C,30min)。1.1打磨用砂纸将AZ91D镁合金基体进行打磨，得到清洁干净的表面。1.2碱洗除油碱洗除油液为:氢氧化钠(NaOH)27g/L、磷酸钠(NaP04•12H20)22g/L、碳酸钠(NaC03)22g/Lo将打磨好的镁合金基体放入温度为55°C的除油液