有機轉(zhuǎn)化涂層對鎂合金的防護
發(fā)布日期:2023-10-07 瀏覽次數(shù):750
鎂的腐蝕過程模型可總結(jié)為:
1)受環(huán)境影響,表面形成不同產(chǎn)物或致密、或疏松的膜層;
2)表面膜部分腐蝕破壞;
3)破壞處陽極析氫與鎂的溶解;
4)嚴重到可以使不同腐蝕點之間鎂顆粒的脫落,其中可能存在氫化鎂的促溶(自加速)作用。
控制鎂合金腐蝕的方法有很多,如改變其成分以及微觀結(jié)構(gòu)、調(diào)整環(huán)境溫濕度以弱化或消除腐蝕加速因素、表面改性(離子注入、激光處理)以及附著保護膜和涂層(電鍍、化學(xué)轉(zhuǎn)化、氣相沉積、聚合物涂層),其中附加表面涂層是最簡單直接且低成本的方法。
鎂合金表面涂層最常用的方法是電鍍,通過外加電場使涂層逐漸沉積到基材上,需要電鍍池及能耗,通常還帶來鉻污染?;瘜W(xué)轉(zhuǎn)化膜是將鎂合金浸入到化學(xué)或者電化學(xué)處理液中,使鎂合金表面形成一層金屬氧化物/其他化合物的膜。理想狀態(tài)的轉(zhuǎn)化膜需要具有如下性能:防滲透、惰性、良好的機械性能、可自修復(fù)、易于與后期涂層結(jié)合、環(huán)保、成本低。化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的優(yōu)點是操作簡單、效率高、運行和投資的成本低,同時有可能達到長效防腐。
目前工業(yè)上采用的大多數(shù)轉(zhuǎn)化膜都是無機的,雖然有環(huán)保、健康的要求,但是目前在航空、航天領(lǐng)域應(yīng)用最多的還是六價鉻轉(zhuǎn)化膜涂層。磷酸鹽、鉬酸鹽、高錳酸鹽和稀土元素類作為六價鉻的替代品一直被研究,但是目前試驗仍證明,它們不具備六價鉻由于微溶帶來的“自修復(fù)”能力。其次,磷酸鹽不耐堿,稀土元素類不耐酸,鉬酸鹽氧化能力較弱,形成的膜性能不佳,同時會引起重金屬中毒。因此找到一種環(huán)保、無毒且具有出色防腐蝕性能的轉(zhuǎn)化膜對鎂合金的應(yīng)用至關(guān)重要,而有機轉(zhuǎn)化涂層在這方面具有很好的發(fā)展前景。
有機轉(zhuǎn)化涂層具有綠色、環(huán)保的功能,可生物降解;由于有機鏈段的存在,可增加與其配套使用涂層的附著力;通過改性,可以引入緩蝕性功能官能團,從而具備“自修復(fù)”功能,提供類似于六價鉻的長效防腐蝕性能,轉(zhuǎn)化膜的自愈機理是:在腐蝕環(huán)境中,當涂層受到損傷時,微膠囊開始向損傷區(qū)域遷移,引發(fā)緩蝕劑的釋放,從而對轉(zhuǎn)化膜起補充作用。所以作為鎂合金處理劑,有機轉(zhuǎn)化膜具有得天獨厚的優(yōu)勢。
鎂合金表面涂層最常用的方法是電鍍,通過外加電場使涂層逐漸沉積到基材上,需要電鍍池及能耗,通常還帶來鉻污染。化學(xué)轉(zhuǎn)化膜是將鎂合金浸入到化學(xué)或者電化學(xué)處理液中,使鎂合金表面形成一層金屬氧化物/其他化合物的膜。理想狀態(tài)的轉(zhuǎn)化膜需要具有如下性能:防滲透、惰性、良好的機械性能、可自修復(fù)、易于與后期涂層結(jié)合、環(huán)保、成本低?;瘜W(xué)轉(zhuǎn)化膜的優(yōu)點是操作簡單、效率高、運行和投資的成本低,同時有可能達到長效防腐。
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