AZ91D镁合金冷喷铝涂层的微观结构和耐蚀性能

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1、AZ91D钱介金冷喷铝涂层的微观结构和耐蚀性能摘耍通过利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察冷喷涂的AZ91D镁合金上沉积纯铝涂层(CS)。结果发现，晶界和亚晶形成接近粒子边界。电化学测试结果表明，在3.5%纯度的氯化钠溶液屮冷喷涂纯铝涂层有更好的抗点蚀性能。绪论镁合金正越来越多地应用于航空航天，汽千，电子等行业，其优异的物理和机械性能，如低的密度，高强度重量比，高刚度和机械的铸造性Ll-4］o不幸的是，镁合金是很容易受到腐蚀,这大大限制了具进一步的应用。具中一个最有效的方法，以防止腐蚀涂层镁有耐腐蚀层的合金。不同的表而处理技术已被开发，并

2、用来改善镁合金的耐腐蚀性，如热喷涂，化学气相积(CVD),溶胶-凝胶，电镀，和阳极氧化微弧氧化等［5-15］。然而，由于具冇高化学在水溶液屮的活性镁，大多数现有的表血处理技术不能提供足够的保护在他们的服务环境屮的镁合金部件冷喷涂(CS),作为一种新的表面处理技术，发明在20世纪80年代屮期，新西们利亚俄罗斯科学院理论与应用力学研究所，这种技术从根木上不同于传统的热喷雾的方法。原则上，当喷射微粒撞击熔化温度以下的固体某材的喷涂材料，由于相对形成温度低，高动能的喷雾粒子的能量可以形成的涂层［17-24］。对于那些喷雾金属材料和热喷涂工艺比传统的CS更适合。此外，冷

3、喷涂涂层的低孔隙率的特征相比用热喷涂涂层的基板的热或氧化敏感［25］o此功能是至关重要的腐蚀保护金属涂层。铝是有较低的密度和高延展性的材料是CS喷涂的一个很好的候选人。铝包含涂料已成功喷涂上不同腐蚀沉积的的衬底上［26-34］。冷喷涂AI包含涂料的性能也进行了研究。然而大多数这些调查主耍集中在-•般的耐腐蚀性涂层形成过程中，。详细的腐蚀行为很少成为主要议题。AZ91D合金是最流行的镁合金压铸合金具有相对较高的疲劳强度［35］oAZ91D合金疲劳性能的恶化是腐蚀的一个常见的原因。因此，它是重要的防止AZ91D介金涂层的腐蚀作用的方法。冷喷涂铝含有涂料镁合金具有良

4、好的耐腐蚀性［30,31］。但是，日前还不清楚如何腐蚀性能的冷AI喷涂料随时间的变化中的腐蚀介质和的冷喷涂AI涂层的微观结构如何影响其腐蚀行为。本文将试图回答这些问题。实验2.1材料和被覆材料的准备工业纯铝通过气体雾化制得粉末被用作喷涂的原材料，粉末的大小和形状用电子显微镜(SEM,Hitachis-2000)来检验。如图表1所示，球形吕粉末的直径范围在1-40lm,铸态AZ91D合金被用作底物的冷喷涂。基材用800粒度的砂纸进行研磨，再用内-酮清洗，然后在冷喷涂之前使用24网丝的氧化铝磨粒进行喷砂处理。吕粉末通过使用一个标准的拉瓦尔()类型的喷嘴进行加速，该

5、喷嘴有一个矩形的横截血的出口孔径在2-10mm左右，和一个直角的矩形窄路，约为2-4mm.喷涂偏离距离保持在30mmo在1.6MPa的压力下将空气空气预热到230°C,用来驱动粉末。该基片被固定在支架上，在基板前面机器人以10mm/s的速度控制喷枪。整个冷喷涂过程中，由一个预编译的计算机程序来控制，以确保出现良好的涂层试样。块状的纯铝和相同纯度的H粉末也被用在本实验中进行対比实验。纯AI粉末和块状纯AI的化学组合在表1中列出。2.2检测方法在要涂层的试样的横截面上进行抛光至金相水平。在AL图层上使用SEM(JSM6301F)配备EDX分析的硬件和透射电子显微镜

6、(TEM,TECNAI20)进行显微组织观察。为了区分这些颗粒和涂层/基体界面，，在抛光后的1分钟的50克/升的NaOH溶液中进行蚀刻,然后在SEM显微镜卜•观察。为了能在TEM显微镜卜•观察涂层，要将涂层基片冲裁至3毫米,然后抛光，微波清洗，和离子研磨。电化学测试均采用普林斯顿大学的应用研究(PAR),EG&G的恒电位/恒电流模式273A和EG&G5210锁相放人器。所有的电化学测量值用一个传统的三电极进行测最电解质电池作为工作电极，饱和甘汞电极(SEC)的钳板作为辅助电极。所有实验均在室温卜•进行。循环测量在1毫伏/秒的速率卜•进行扫描，使川150mV到1

7、00mV的开路电位(OCP)o动电位扫描从阴极电位为150mV开始朝向阳极，当阳极极化电流为1mA或100毫伏时，颠倒两极。电化学阻抗谱(EIS)在OCP.A、一个正弦交流幅度为10mV(RMS)进行恒电位静态模式测量，频率范围从100kHz至0.01赫兹。用于电化学测量的样品被安装在环氧树脂中，并用800粒度砂纸进行研屛，只有约1厘米2的正方形区域暴露于研磨区域。图1纯AI作为接收到的原料粉末的SEM图像。3.结果与讨论3.1冷喷涂Al涂层的微观结构图2示出的冷喷铝涂层横截面的显微组织，可以观察到沿涂层/基体界面有无重大裂缝或裂纹（图2a）,有许多微米大小的

8、裂缝和孔隙形成在粒子/粒子界面，原來球