AZ91镁合金表面铈盐-硅烷转化膜对比处理研究

第４ｌ卷第７期　涂料工业　ＶｏＩ．４ｌ　Ｎｏ．７　２０１１年７月　ＰＡＩＮＴ＆Ｃ０ＡＴＩＮＧＳ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ　Ｊｕ１．２０１１　ＡＺ９１镁合金表面铈盐一硅烷转化膜对比处理研究　陈言坤，鲁彦玲，郭毅，杜仕国　（军械工程学院，石家庄０５０００３）　摘要：利用不同的浸泡处理，制备了单纯铈盐转化膜、ＫＨ５６０硅烷转化膜、铈盐硅烷转化膜和硅烷铈盐４种转化　膜，结合ＦＴｒ—ＩＲ、ＳＥＭ、ＥＤＳ、Ｔａｆｅｌ、ＥＩＳ等分析手段，对比考察了４种转化膜对镁合金耐腐蚀能力的情况，结果表明：铈　盐转化膜和硅烷转化膜之间没有相互影响，均具有独立成膜的能力；铈盐硅烷转化膜和硅烷铈盐转化膜比单纯的铈盐　转化膜和单纯的硅烷转化膜具有更好的耐腐蚀能力；铈盐硅烷转化膜和硅烷铈盐转化膜耐腐蚀能力的差别和原因，尚　需要进一步的试验研究。　关键词：镁合金；转化膜；铈；硅烷　中图分类号：ＴＧ　１７４．４５　文献标识码：Ａ　文章编号：０２５３—４３１２（２０１１）ｏ７—０００８—０６　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ＡＺ９　１　Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ　Ａｌｌｏｙ　ｗｉｔｈ　Ｃｅｒｉｕｍ　ａｎｄ　Ｓｉｌａｎｅ　Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　Ｃｏａｔｉｎｇｓ　Ｃｈｅｎ　Ｙａｎｋｕｎ，Ｌｕ　Ｙａｎｌｉｎｇ，Ｇｕｏ　Ｙｉ，Ｄｕ　Ｓｈｉｇｕｏ　（Ｏｒｄｎａｎｃｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｓｈｉｉｆａｚｈｕａｎｇ　０５０００３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｆｏｕｒ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｃｏａｔｉ。ｎｇｓ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｐｕｒｅ　ｃｅｒｉｕｍ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，ＫＨ５６０　ｓｉｌａｎｅ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，ｃｅｒｉｕｍ—ｓｉｌａｎｅ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｉｌａｎｅ—ｃｅｒｉｕｍ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｗｅｒｅ　ｐｒｅｐａｒｅｄ．Ｔｈｅ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　ｆｏｕｒ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ａｎｄ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｂｙ　ｕｓｅ　ｏｆ　ＩＲ，ＳＥＭ，ＥＤＳ，Ｔａｆｅｌ　ａｎｄ　ＥＩＳ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅｒｅ　ｗｅｒｅ　ｎｏ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｃｅｒｉｕｍ　ｃｏａｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｓｉｌａｎｅ　ｃｏａｔｉｎｇ，ａｎｄ　ｔｈｅｙ　ｃｏｕｌｄ　ｆｏｒｍ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｌｙ．Ｔｈｅ　ｃｅｒｉｕｍ—ｓｉｌａｎｅ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｃｏａｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｓｉｌａｎｅ—ｃｅｒｉｕｍ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｓｈｏｗｅｄ　ｂｅｔｔｅｒ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｔｈａｎ　ｐｕｒｅ　ｃｅｒｉｕｍ　ｃｏａｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｓｉｌａｎｅ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｄｉｄ．　Ｔｈｅ　ｒｅａｓｏｎ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｃｅｒｉｕｍ　ｃｏａｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｓｉｌａｎｅ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｎｅｅｄｅｄ　ｔｏ　ｂｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｆｕｒｔｈｅｒ．　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：ｍａｇｎｅｓｉｕｍ　ａｌｌｏｙ；ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｃｏａｔｉｎｇ；ｃｅｒｉｕｍ；ｓｉｌａｎｅ　镁合金具有密度低、比强度、比刚度、比弹性模量高等优　处理…　来进一步提高对镁合金的保护性能。　异的性能，被誉为２ｌ世纪的绿色工程材料，在兵工和宇航业　具有良好的应用前景，但其标准电极电位低，耐蚀性能差严重　１试验方法　限制了其应用。为此，国内外学者进行了大量的表面处理研　究　。应用非常成功的铬酸盐转化膜由于六价铬离子对环　１．１试验材料及试剂　境的严重污染而受到了限制。非铬酸盐中，包括磷酸盐　Ｊ、　锡酸盐、稀土盐都有不少报道　。　ＡＺ９１镁合金，合金成分（质量分数）为：Ａ１　９．０３％、Ｚｎ　稀土转化膜处理被认为是一种很有发展前景的环保表面　０．７３％、Ｍｎ　０．２０５％、Ｓｉ　０．００１　８３％、Ｃｕ　０．００１　０％、Ｎｉ　处理技术。常用的有铈、镧、镨的硝酸盐或氯化盐。在Ａｍｙ　Ｌ　０．０００　３％、Ｆｅ　０．００１　２％，其余为Ｍｇ。将镁合金加工成２０　ｍｍ　Ｒｕｄｄ等　的系列研究中发现，铈、镧、镨盐形成的转化膜中都　×１０　ｍｍ×３　ｉｎｎ的小片和截面直径为８　ｍｍ的镁合金电极。　具有三价态的化合物，起到良好的耐腐蚀性能，但是，只有铈　所有试样用３００　、６００　、１０００　、２５００　水砂纸逐级打磨，绒布抛　具有稳定的四价态，所以，在形成的转化膜中，只有铈转化膜　光，蒸馏水清洗、吹干备用。　中含有稳定的四价态的化合物，显著提高了其保护性能，因而　硝酸铈和双氧水：市售；ＫＨ５６０：江苏利进化工厂。　铈盐转化膜的研究也得到了格外关注　。研究组对以硝酸　硝酸铈溶液：０．０２Ｍ的硝酸铈溶液中加入双氧水，双氧水　铈为主要成分的转化液溶液，过氧化氢为助剂，在ＡＺ９１镁合　含量为０．０２Ｍ，ｐＨ为２．５，３０　ｏＣ条件待用。　金表面转化膜进行了较系统的研究。为进一步改善单一硝酸　硅烷溶液：将ＫＨ５６０硅烷溶液配成硅烷：乙醇：蒸馏水体积　铈转化膜表面多孔性、提高其耐腐蚀性能，结合了硅烷偶联剂　比为１：０．５：８．５，用乙酸调ｐＨ为３．３，常温下水解２４　ｈ，待用。　［基金项目］军械工程学院基金（ＹＪＪ２８—２００９）　陈言坤等：ＡＺ９１镁合金表面铈盐一硅烷转化膜对比处理研究　（上接第７页）　ｅｐｏｘｙ　ｅｏｐｏｌｙｍｅｒｓ［Ｊ］．Ｅ　Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｊ，１９９７，３３（３）：３６５—３７３．　［６］　ＭＡＣＡＮ　Ｊ，ＩＶＡＮＫＯＶＩ＇Ｃ　Ｈ，ＩＶＡＮＫＯＶ１Ｃ　Ｍ，ｅｔ　ａ１．Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｃｕｒｅ　参考文献　ｋｉｎｅｔｉｃｓ　ｏｆ　ｅｐｏｘｙ—ｓｉｌｉｃａ　ｏｒｇａｎｉｃ—ｉｎｏｒｇａｎｉｃ　ｈｙｂｒｉｄ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ　ｊ．　王熙，郑水蓉，王汝敏．有机硅增韧环氧树脂的研究进展［ＪＩ．　Ｔｈｅｒｍｏｃｈｉｍ　Ａｃｔａ，２００４，４１４（２）：２１９—２２５．　材料导报，２００９，２３（８）：９—１２．　［７］　何涌，余刚，王志政．有机硅硼改性环氧耐高温胶粘剂［Ｊ］．粘　ＷＡＮＧ　Ｘ，ＺＨＥＮＧ　Ｓ　Ｒ，ＷＡＮＧ　Ｒ　Ｍ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　ｅｐｏｘｙ　接．２００９（１）：４０—４３．　ｒｅｓｉｎｓ　ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ　ｂｙ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｓｉｌｉｃｏｎ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｒｅｖｉｅｗ，２００９，２３　ＨＥ　Ｙ，ＹＵ　Ｇ，ＷＡＮＧ　Ｚ　Ｚ．Ｏｒｇａｎｉｃ　ｓｉｌｉｃｏｎ—ｂｏｒｏｎ　ｒｅｓｉｎ　ｍｏｄｉｉｆｅｄ　（８）：９～１２．　ｈｉｇｈ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｔ　ｅｐｏｘｙ　ａｄｈｅｓｉｖｅ［Ｊ］．Ａｄｈｅｓｉｏｎ，２００９（１）：　［２］　ＢＲＯＳＴＯＷ　Ｗ，ＣＨＯＮＫＡＥＷ　Ｗ，ＭＥＮＡＲＤ　ＫＰ，ｅｔ　ａ１．Ｍｅｄｉｉｆｃａｔｉｏｎ　４０—４３．　ｏｆ　ａｎ　ｅｐｏｘｙ　ｒｅｓｉｎ　ｗｉｔｈ　ａ　ｆｌｕｏｒｏｅｐｏｘｙ　ｏｌｉｇｏｍｅｒ　ｆｏｒ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｍｅｃｈａｎｉ～　ｆ８］　ＴＨＯＭＡＳ　ＢＪＣ，ＳＨＡＦＦＥＲ　ＭＳＰ，ＢＯＣＣＡＣＣＩＮＩ　ＡＲ．Ｓｏｌ—ｇｅｌ　ｍｕｔｅ　ｃａｌ　ａｎｄ　ｔｒｉｂｏｌｏｇｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒ—　ｔｏ　ｃａｒｂｏｎ　ｎａｎｏｔｕｂｅ　ｂｏｍｓｉｌｉｅａｔｅ　ｇｌａｓｓ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｉｎｇ：Ａ，２００９，５０７（１—２）：２４１—２５１．　Ｐａｒｔ　Ａ：Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，２００９，４０（６—７）：８３７　—［３］　ＳＨＯＮ　Ｍ，ＫＷＯＮ　Ｈ．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｍｏｄｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ａｍｉｎｏ　８４５．　ｔｅｒｍｉｎａｔｅｄ　ｐ０ｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌ０ｘａｎｅ　ａｎｄ　ａｍｉｎｏ　ｂｒａｎｃｈｅｄ　ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉ—　：９］　杨风，崔英楷，张凡琦，等．有机硅硼改性环氧树脂胶粘剂的研　ｌｏｘａｎｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｐｏｘｙ　ｃｏａｔｉｎｇ［Ｊ］．Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　制［Ｊ］．中国胶粘剂，２００８，１７（７）：２８～３１．　Ｓｃｉｅｎｃｅ，２１）ｏ９，５】（３）：６５０—６５７．　ＹＡＮＧ　Ｆ，ＣＵＩＹ　Ｋ，ＺＨＡＮＧ　Ｆ　Ｑ，ａＩａ１．Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｓｉｌｉｃｏｎ—　［４］　ＥＭＥＬ　Ｙ，ＩＳＫＥＮＤＥＲ　Ｙ．１，３一ｂｉｓ（一ａｍｉｕｏｐｒｏｐｙ１）ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ　ｂｏｒｏｎ　ｍｏｄｉｉｆｅｄ　ｅｐｏｘｙ　ｒｅｓｉｎ　ａｄｈｅｓｉｖｅ［Ｊ］．Ｃｈｉｎａ　Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ，２００８，　ｄｉｓｉｌｏｘａｎｅ　ｍｏｄｉｉｆｅｄ　ｅｐｏｘｙ　ｒｅｓｉｎｓ：ｃｕｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ［Ｊ］　１７（７）：２８—３１．　Ｐｏｌｙｍｅｒ，１９９８，３９（８—９）：１６９１．　［５１　ＬＩＮ　Ｓ　Ｔ，ＨＵＡＮＧ　Ｓ　Ｋ．Ｔｈｅ　ｒｆｌ１ａ１　ｄｅｇｒａｄａｔｉ。ｎ　ｓｔｕｄｖ。ｆ　ｓｉｌｏｘａｎｅｄｇｅｂａ　收稿日期２０１１—０４～１９（修改稿）　／　欢迎投稿　欢迎订阅　炊迎广告惠顾