论文部分内容阅读
本文结合磷酸盐转化处理、等离子体化学气相沉积技术的方法,在镁合金表面制备了化学转化/等离子体气相沉积复合膜,具体而言,在AZ31镁合金表面制备了多元磷酸盐/氮化硅和多元磷酸盐/氧化硅两种复合膜,并进行了比较研究。首先采用化学转化/等离子体化学气相沉积复合制膜技术在AZ31镁合金表面制备了多元磷酸盐/氮化硅和多元磷酸盐/氧化硅复合膜,研究了这两种复合膜的形貌和结构,对两种复合膜耐腐蚀性能进行了实验对比分析。X射线衍射仪(XRD)结果表明,经化学转化获得的多元磷酸盐转化基层表面化学气相沉积的氧化硅和氮化硅层均为非晶结构。这两种复合膜红外光谱的结果分别呈现明显的Si-O-Si吸收峰和Si-N吸收峰,表明化学气相沉积层分别为氧化硅和氮化硅。扫描电镜(SEM)结果表明,经化学气相沉积后,多元磷酸盐转化基层表面形成了一层较薄透明氧化硅和氮化硅沉积层。在HC1溶液中进行短时间浸泡过程中,复合膜层的耐腐蚀性要明显好于单一多元磷酸盐转化层,在HC1溶液中的长时间浸泡表明,多元磷酸盐/氧化硅复合膜层的腐蚀速率更慢,耐腐蚀性更优越,采用排氢气法测量三种样品在HC1溶液中反应所产生的氢气量也证实了这一结果。在第一部分的研究成果基础上结合本课题组前期对磷酸盐/旨肪酸盐超疏水耐蚀复合膜的研究,优化了磷酸盐和电化学沉积处理液的配置,在AZ31镁合金表面制备了亲/超疏水区域可控复合转化膜,具体为首先在镁合金表面制备了一层第一部分涉及到的多元磷酸盐转化膜,并在多元磷酸盐转化膜表面制备局部亲水Si02层及超疏水层,在实现对微小液滴的传输、分离、稳定、选择、收集、排序和固定等操作的同时保证了镁合金表面的耐蚀性,并采用扫描电子显微镜(SEM)对其表面形态进行表征,采用能谱仪(EDS)和傅立叶红外光谱分析了亲/超疏水区域可控复合转化膜的组成,通过对该复合膜表面的接触角的测量确定其亲/超疏水性能。扫描电子显微镜(SEM)结果表明亲水区域和超疏水的界限很明显,并且通过场发射扫描电镜的面扫元素分布也证实了这一结果,其中超疏水膜层的形貌为类似于荷叶表面乳突结构的团簇状结构,平均尺寸在1～2μm,平均间距为3～5μm。傅立叶变换红外光谱结果表明了亲/超疏水区域可控复合转化膜的组成,证实了亲/超疏水区域可控复合转化膜是由SiO2沉积层和铈盐组成的,并且该复合膜层对水的接触角可达150°,有着优秀的超疏水性能,并且研究证明了亲/超疏水表面对于滚动水滴的固定位置可选择性,对水滴有梯度的粘附力,可以选择性的收集不同质量的水滴。