Nd元素及溶液pH值对镁合金PEO膜耐蚀性的影响

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1、分类号：密级：1UDC：编号：1工学硕士学位论文Nd元素及溶液pH值对镁合金PEO膜耐蚀性的影响硕士研究生：郭方慧指导教师：张涛教授张伟高级工程师学科、专业：材料科学与工程学位论文主审人：孟国哲教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：1UDC：编号：1工学硕士学位论文Nd元素及溶液pH值对镁合金PEO膜耐蚀性的影响硕士研究生：郭方慧指导教师：张涛教授学位级别：工学硕士学科、专业：材料科学与工程所在单位：材料科学与化学工程学院论文提交日期：2018年3月1日论文答辩日期：2018年3月11日学位授予单位

2、：哈尔滨工程大学ClassifiedIndexU.D.CADissertationfortheDegreeofM.EngEffectofElementsNdandElectrolytepHonCorrosionResistanceofPEOCoatingsonMagnesiumAlloyCandidate:GuoFanghuiSupervisor:Prof.ZhangTaoProf.ZhangWeiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:

3、MaterialScienceandEngineeringDateofSubmission:March1,2018DateofOralExamination:March11,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本

4、文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再

5、撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日摘要镁合金具有低密度、加工性好等优点，成为了21世纪最具有开发和应用前景的轻量化材料。然而，镁合金耐蚀性差制约了镁合金在实际中的应用，等离子体电解氧化这一方法，通过调控其工艺参数，利用镁合金表面的弧光放电现象，在镁合金表面制备高耐蚀性的氧化物膜层。本文从基础研究的角度出发，第一

6、部分对稀土元素Nd对等离子体电解氧化涂层的微观结构、膜层性能的影响进行探究；第二部分对在氟化钾电解液中pH值对AZ91D镁合金等离子体电解氧化涂层显微结构和耐蚀性的影响进行探究。对含稀土元素Nd的NZ30K镁合金与不含稀土元素钕的AZ91D镁合金在经过等离子体电解氧化处理后，发现其等离子体电解氧化膜层微观结构和耐蚀性能具有很大的差异。采用XRD、SEM、EDS等方法对膜层显微结构进行表征，研究表明稀土元素Nd在稀土镁合金离异共晶相处的等离子体电解氧化涂层处富集，膜层中存在贯穿疏松层的微孔；AZ91D镁合金等

7、离子体电解氧化涂层中分布着较大的孔洞。动电位极化曲线、盐雾实验及析氢实验结果表明含稀土元素Nd的NZ30K较AZ91D耐蚀性好，等离子体电解氧化处理后膜层的耐蚀性与基体的耐蚀性呈正相关关系。通过对浸泡基体与膜层的微观形貌观察、电化学阻抗谱分析以及膜层孔隙率计算，NZ30K与AZ91D镁合金等离子体电解氧化膜层孔隙率相差不大，膜层对基体的保护作用有限，腐蚀离子通过微孔与裂纹进入镁合金基体，随后镁合金基体的腐蚀过程对等离子体电解氧化涂层的腐蚀持续发生的过程起重要作用，NZ30K稀土镁合金腐蚀产物在基体/等离子体

8、电解氧化膜界面的堆积使腐蚀速率减慢。为了降低PEO陶瓷膜中氧化镁含量，提高氧化膜的致密性和耐蚀性，以氟化钾为基础电解液，研究不同pH值对等离子体电解氧化膜的显微组织和耐蚀性能的影响。XRD、SEM、EDS、动电位极化曲线和盐雾试验结果表明，电解液pH值对等离子体电解氧化膜层中氧化镁、氟化镁的含量及其分布有着显著的影响。在弱碱性条件下得到的膜层疏松多孔，耐蚀性能较差；在弱酸性条件下等离子体电解氧化膜层较为致密，对腐