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《铝合金稀土转化膜磷酸盐后处理的研究（可编辑）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、铝合金稀土转化膜磷酸盐后处理的研究铝合金稀土转化膜磷酸盐后处理的研究张海兵一,左禹.中国船舶重工集团公司第七二五研究所.青岛;.京化工大学材料科学与工程学院,北京;.海洋腐蚀与防护国防科技重点实验室.青岛摘要:在铝合金表面通过化学沉积的方法得到了一层耐蚀性能良好的铈基稀土转化膜,但由于膜层结晶水的挥发等原因,在膜层表面会产生微裂纹,它们的存在对转化膜的耐蚀性能有不利的影响。通过磷酸盐后处理在一定程度上可以抑制转化膜的开裂,分析发现磷酸盐后处理后转化膜的主要组成成分由含结晶水的.变成了稳定的。同时,通过极化曲线、交流阻抗的测试可以看出经磷酸盐后处理后转化膜的耐蚀性能有了很大提高.关键词:稀土转
2、化膜:磷酸盐后处理;;微裂纹前言铝合金表面沉积铈基稀土转化膜被认为是替代铬酸盐转化膜的一种有效的方法,自从年代中期澳大利亚航空研究实验室的等人【】首次报道了稀土金属盐对铝合金的缓蚀作用以来,人们对稀土转化膜的研究取得了很大的进展.】,但目前得到的转化膜大都存在一个类似的问题,即膜层的开裂,一般认为转化膜微裂纹的产生是由膜层在干燥或放置过程中脱去其中的结晶水引起的【,】,就像泥地干涸开裂一样。显而易见,微裂纹的存在对稀土转化膜的保护性能有着负面的影响。等【,】采用磷酸盐对转化膜进行了后处理封闭,发现小时盐雾试验的通过率从%提高到了%;唐望磊等【】研究了铝酸盐对稀土转化膜的封闭作用,同样认为进行
3、后处理可以提高膜层的耐蚀性能,其耐盐雾性能甚至可达小时。但钼酸盐成本较高,且这些后处理均没有提及对转化膜的开裂行为是否有明显的改善。本文通过对铝合金稀土转化膜进行一次简单的磷酸盐后处理,有效地抑制了转化膜的开裂行为,进一步提高了膜层的耐蚀性能。同时,通过分析探讨了膜层开裂的原因以及磷酸盐后处理后能够有效阻止膜层开裂的可能机理。实验内容.实验材料实验材料为防锈铝原,其主要合金成分见表。表铝合金的主要合金成分.%.工艺流程与工艺参数稀士转化膜电化学沉积工艺主要有以下几个步骤:试片表面去污一化学除油//,,一碱蚀/,酸洗/,一一活化/,~一化学沉积成膜÷干燥。以上每一步之间均用去离子水冲洗。化学沉
4、积转化液组成及工艺条件:硝酸亚铈/;氯化钠/;高氮酸钠/双氧水质量分数为口%~/,促进剂/,值?,温度℃沉积时间??试片经电沉积转化后,即进行后处理封闭,通过正交试验,确定后处理艺条件为后处理溶液为质量分数.%的磷酸钠溶液,落液用磷酸调节值为.;温度不低于;浸泡时间分钟。.电化学性能测试使用武攫金世科技有限公司的电化学测试系统对试片进行极化曲线测试,扫描速率为/。使用美国公司的恒电位仪和锁相放大器进行交流阻抗测试。极化曲线和交流阻抗的测试均采用三电极体系一参比电极为饱和甘汞电极,辅助电极为钻电极,工作电极为试片,试片裸露面积大约为,测试使用的舟质蒋液为%的培箍。膜层表面形貌、成分分析型扫描电
5、子显微镜,场加速电压为。转化膜表面形貌观察使用分析使用美国公司的射线光电子能谱仪,射线源为,电子通道能为。结果与讨论转化膜形貌与成分分析经过磷酸盐后处理的化学沉积转化膜的微观表面形貌图如图】所示,自圈可以看出,经过磷酸盐后处理后,膜层表面的微裂纹基本消失.这说明后处理后,非常有效地抑制了膜层的开裂。化学沉积稀土转化膜的谱图见图,从图中可咀看出,未经后处理前,膜层的谱图圈?主要包括,和基材的谱峰,其中.的含量约为%,而经过磷酸盐后处理后圈.膜层中和的含量有所下降.而基材川的峰加强.其中只占到%左右,但同时有的谱峰出现,的古量大约为%.图化学沉积稀土转化膜照片无后处理.磷酸盐后处理旺。』疋‘。蠢
6、≯■■;“;●一;一■■;一一‘¨.。一.。。,、也;图化学沉积稀土转化膜谱图..无后处理;.磷酸盐后处理.转化膜电化学性能分析对于化学沉积的稀土转化膜,其极化曲线如图所示,从图中可以明显看出,经过磷酸盐后处理后,转化膜的自腐蚀电位较大升高,高出未经后处理试片约,更重要的是转化膜的阳极钝化电流要明显低于未经后处理试样的阳极电流密度,这可以根据形貌照片来解释,一个更完整、致密的转化膜肯定比开裂的膜层有着更突出的保护性能;另外从极化曲线拟合结果表也可以看出,经过磷酸盐后处理后,试片的自腐蚀电流密度也有明显降低,从原来的../,而膜层的极化阻抗值却提高了三倍以上,可见,经过磷酸./降为.盐后处理后
7、,试片的耐腐蚀性能有了很明显的改善。图化学沉积稀土转化膜极化曲线图表化学沉积转化膜极化曲线参数拟合结果图为化学沉积稀土转化膜的交流阻抗谱图,从图也可以看出,经过磷酸盐后处理后,转化膜在低频端的阻抗值有着明显升高。整体电化学性能要优于未进行后处理的试样。、’一口’百、工’.一雨图化学沉积稀土转化膜交流阻抗谱图.化学沉积稀土转化膜分析图是未经后处理化学沉积试片的图和以及谱图,从图可以看出,未经过磷酸盐后处理的试片
