镁合金高耐蚀表面处理技术的研究进展

[目的]随着加工技术水平的不断提高,镁合金应用范围迅速扩展,市场需求不断增长。然而镁合金化学活性高,在环境中极易发生腐蚀而造成金属部件失效。因此镁合金的防腐处理至关重要。[方法]综述了改善镁合金耐蚀性的几种常用表面处理技术的研究进展,包括化学转化、微弧氧化、电镀、电泳沉积、溶胶-凝胶处理、水热处理和喷涂。[结果]对镁合金进行适当的表面处理能够显著提高其耐蚀性。[结论]目前镁合金表面防腐处理已取得一定的进展,但还有许多待改进之处。

7075铝合金表面钼/钛/钒复合转化膜的制备与性能表征

采用钼酸盐和钛酸盐为主盐,以偏钒酸钠为成膜促进剂,植酸钠为有机添加剂,在7075铝合金表面制备了钼/钛/钒复合转化膜。借助扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析了膜层的微观形貌、元素组成和化学成分,采用电化学工作站考察了基体和膜层的耐蚀性。实验结果表明:最佳转化液配方为2 g·L^(-1)植酸钠、1.5 g·L^(-1)偏钒酸钠、1.5 g·L^(-1)六氟钛酸及25 g·L^(-1)钼酸铵,最佳成膜条件为15 min和35℃。膜层主要成分为Al_(2)O_(3)、MoO_(2)、MoO_(3)、V_(2)O_(5)和TiO_(2)。钼/钛/钒复合转化膜使7075铝合金的腐蚀电位正移了206.401 mV,腐蚀电流密度降低了9.912μA·cm^(-2),有效提高了基体的耐蚀性。

离子液体电沉积铝及其合金在NdFeB永磁体表面的应用

[目的]近年来,在材料表面电沉积轻质、耐腐蚀和低成本的铝及铝合金备受关注。离子液体以其高导电性、宽电化学窗口和低毒性,被视为环保电解液的首选。采用离子液体电沉积铝及铝合金能有效提升材料的耐蚀性和力学性能,这为低耐蚀性NdFeB永磁体材料的应用提供了新思路。[方法]综述了以AlCl3为主盐的离子液体在铝及铝合金电沉积工艺、机理及应用的最新进展,重点介绍了该技术在NdFeB永磁体中的研究和应用现状,指出了目前存在的问题。[结果]离子液体电沉积铝及铝合金在NdFeB永磁体表面的应用以Al及Al-Mn合金为主。[结论]尽管将离子液体电沉积铝及铝合金作为NdFeB永磁体表面防护已受到业界的广泛关注,并取得了一定的进展,但成本高、镀液黏度大、沉积难等问题仍亟待解决。

高防护性复合有机硅树脂涂层的制备及性能研究

金属材料难以避免地会经常产生表面吸附与腐蚀,从而造成材料表面腐蚀失效,给生命安全与社会经济造成巨大的危害与损失,研发高效的金属表面防护涂层是一种关键技术手段。利用自由基共聚法,制备了兼具高疏水性与优异的防腐功能的有机硅-丙烯酸酯复合树脂材料。通过核磁共振氢谱、原子力显微镜、接触角以及腐蚀溶液浸泡等测试手段,对复合材料进行了化学结构、形貌及性能的测试和表征。研究结果表明:复合涂层的表面呈现典型的纳米级粗糙结构,分布着微纳米富硅储液池;复合树脂在金属表面成膜后可显示很高的疏水特性,其表面水滴的前进、后退接触角(θ_(A),θ_(R))分别为106和94°,优异的疏水性能使其可应用于高效油水分离;该涂层对常见液体以及脱氮假单胞菌Pseudomonas sp均显示出优异的防吸附性能,特别是该复合树脂涂层还具有良好的抗酸、碱、盐腐蚀性和机械稳定性。上述结果表明,有机硅-丙烯酸酯复合树脂涂层在诸多领域均具有较高的应用潜力。

棕榈酰基蛋氨酸表面活性剂的合成与性能

以天然产物棕榈酸和蛋氨酸为原料,通过酰氯化反应和酰胺化反应两步法合成棕榈酰基蛋氨酸表面活性剂(PMS),探究反应温度、反应时间、反应物摩尔比、反应介质体积比等因素对酰胺化反应的影响;通过傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H NMR)和质谱对产物的结构进行表征;研究产物的表面性能和复配体系的性能。实验结果表明:酰胺化反应最佳反应温度为30℃、n(棕榈酰氯)∶n(蛋氨酸)=1∶1.2、V(水)∶V(丙酮)=1∶2、反应时间为2.5h,在此条件下,得到产物产率89.0%;表征的结果为目标产物;合成产物临界胶束浓度为1.2×10-4mol/L,表面张力为29.59mN/m;对苯等有机溶剂的乳化作用明显优于月桂酰基谷氨酸(LAS);PMS与椰油丙基甜菜碱(CPBS)摩尔比为4∶6时复配体系表面活性最佳,临界胶束浓度达到9.5×10-5mol/L,复配体系表面张力为28.1mN/m。

AZ91D镁合金磷酸盐转化膜封闭工艺优化

针对AZ91D镁合金表面磷酸盐转化膜致密性不足而耐蚀性差的问题,对其进行封闭处理。采用改性环氧丙烯酸树脂对由纳米硅溶胶20 g/L、N,N-二甲基乙醇胺10 g/L和异己醇5 g/L组成的封闭剂进行改性。通过单因素实验研究了不同因素对转化膜耐蚀性的影响,得到较佳的封闭工艺为:改性环氧丙烯酸树脂5.0 g/L,封闭剂50.0 g/L,pH 9~10,封闭时间120 s。经封闭处理后转化膜的致密性有所改善,耐蚀性得到显著提升。

7系铝合金的绿色环保型清洗剂的开发

在由硼砂、碳酸钠、葡萄糖酸钠和非离子表面活性剂组成的清洗剂配方中添加无机盐助洗剂(五水合偏硅酸钠)和有机酸盐缓蚀剂(柠檬酸钠),以清洗后7075铝合金表面明度、光泽、水接触角和除油率为指标对它们的添加量进行优化,得出最优的组合方案为:助洗剂5.0 g/L,缓蚀剂0.75 g/L。扫描电镜(SEM)观察和水接触角测量结果证实,优化后的配方可以降低对7系铝合金的腐蚀,获得更优良的清洗效果,并改善工件表面的润湿性。