AE44镁合金表面超疏水耐腐蚀膜层的制备及其性能研究

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为了解决汽车用AE44镁合金减震塔的腐蚀防护问题,本文在传统防护底层的基础上进一步制备超疏水膜层,选用微弧氧化技术制备底层,在超疏水膜层制备方法中优选出PDMS-PVDF-SiO2体系制备超疏水膜层。针对超疏水膜层结合力不够强的问题,本文提出了(1)增加不同中间层和(2)在超疏水悬浮液中添加PVDF乳液两种方法予以改进,主要的研究结果如下:(1)所制备的AE44镁合金表面微弧氧化膜层与基体结合良好,膜层颜色为灰色。膜层表面均匀光滑,但微观下存在大量明显的孔洞和少量细微的裂纹。膜层以单质Mg相和MgO相为主。经过微弧氧化处理,AE44镁合金的腐蚀电流从2.12×10-5A·cm-2降低到2.93×10-6A·cm-2,降低了1个数量级,提高了镁合金基材的耐腐蚀性能。(2)微弧氧化膜层经过中间层处理后,可以极大地提高后续超疏水膜层的耐腐蚀性能和结合力。相较于没有中间层处理时,采用KH550(γ―氨丙基三乙氧基硅烷)作为中间层后,制备的原始超疏水膜层的自腐蚀电流从2.93×10-6A·cm-2减小到1.58×10-11A·cm-2,降低了5个数量级。KH550对于后续超疏水膜层的结合力具有一定的提升,相较于没有中间层时,有中间层时胶带剥离实验从0次提高到2次后仍然保持超疏水性。(3)中间层处理后,向原始超疏水膜层中添加PVDF乳液。当乳液含量为20wt.%时,初始超疏水膜层接触角为155°,滚动角为2°,此时PDMS-PVDF-SiO2超疏水膜层具有最佳的结合力。在保持耐腐蚀性能(腐蚀电流1.58×10-11A·cm-2)的同时,结合力得到极大的提升。在承受40次胶带剥离实验后仍保持超疏水性能。另外,对超疏水膜层进行后处理:超疏水溶液适当稀释后作为新溶液,超疏水膜层在新溶液中浸涂后成膜。后处理可以在保持膜层超疏水性能的同时,有效地减小膜层裂纹。
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