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镁锂合金由于优良的物理性能,在航空航天和军事领域有潜在的应用价值。目前,针对镁锂合金的制备和物理性能已有大量的研究,但关于Mg-Li合金的腐蚀行为和防护的研究较少。因此,为了能够了解Mg-Li合金的腐蚀行为并开发可靠的表面防护技术,本文研究了Mg-14Li-1Al-0.1Ce合金在NaCl溶液中的腐蚀行为,制备并考察了钒酸盐转化膜、氟化物膜和有机电泳水性丙烯酸树脂涂层的防护性能。 运用SEM、XRD和电化学测试等手段,研究了Mg-14Li-1Al-0.1Ce合金在NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,Mg-Li-Al-Ce合金在NaCl溶液中的自腐蚀特征如下:(1)腐蚀是从局部腐蚀开始的,逐渐在合金表面和基体内部扩展;(2)腐蚀后,合金覆盖了一层疏松的腐蚀层,在腐蚀层下的基体内部出现了非常深的蚀坑;(3)有腐蚀物脱落在溶液中;(4)溶液中有氢气析出;(5)有未腐蚀的合金成份(Li3Mg7)和未完全腐蚀的合金成份(Li0.92Mg4.08)存在腐蚀层中,并随腐蚀的发展脱落在溶液中。Mg-Li-Al-Ce合金在NaCl溶液的阳极溶解过程中,出现了严重的负差数效应,除了电化学溶解还有大量的非法拉第质量损失。根据解释负差数效应的Mg+机理,对镁腐蚀的电流-电位关系式进行了推导,并进行了实验验证。结果表明由于负差效应的存在,在强极化条件下,镁的阳极曲线(E~lgI曲线)呈非线性,而阴极曲线则呈线性关系,因此采用极化曲线测腐蚀电流时,需用阴极部分进行外推。 本文在Mg-Li-Al-Ce合金表面制备了钒酸盐转化膜和氟化物膜,并用SEM-EDS、XPS和电化学测试等手段研究了其性能。结果表明,钒酸盐转化膜的最佳工艺为在30g·L?1NH4VO3和3.75g·L?1K3(Fe(CN)6)组成的溶液中处理10min。钒酸盐转化膜的组成为Li2O、Mg(OH)2和V2O5。钒酸盐转化膜能够提高Mg-Li-Al-Ce合金的耐蚀性。在0.1mol·L?1NaF和40wt％HF溶液中形成的氟化物膜能提高Mg-Li-Al-Ce合金的耐蚀性。其中,在0.1mol·L?1NaF溶液中形成的氟化物膜的组成为Mg(OH)2和MgF2。而在40wt%HF溶液中形成的氟化物膜的组成为MgO和MgF2。但钒酸盐转化膜和氟化物膜不能有效阻止Mg-Li-Al-Ce合金的阳极溶解,很容易遭到破坏。 本文以水性丙烯酸树脂为成膜物质,采用阳极电泳的方法制备了无氟化物膜底层的水性丙烯酸树脂涂层、以氟化物膜为底层的涂层和添加TiO2的水性丙烯酸树脂涂层。经SEM-EDS、XPS、FTIR和电化学测试等研究,结果表明:(1)以氟化物膜为底层的水性丙烯酸树脂涂层比无氟化物膜的更加致密,厚度更加均匀,耐蚀性更好;(2)水性丙烯酸树脂涂层的最佳制备工艺是水性丙烯酸树脂浓度为200g·L?1,电压为25V,时间为30min。最佳工艺下的涂层可使合金的腐蚀电流icorr由1.05×10?4A·cm?2降至3.62×10?8A·cm?2,并在?1.6~?1.2V的阳极区间使合金的阳极电流由1×10?4~1×10?2A·cm?2降至1×10?7A·cm?2左右;(3)通过阳极电泳,TiO2可与水性丙烯酸树脂一起沉积在Mg-Li-Al-Ce合金表面形涂层,TiO2在该涂层中分布均匀。添加TiO2能够改变水性丙烯酸涂层的外观,但会降低涂层的耐蚀性。添加过多的TiO2会使涂层变得十分疏松多孔,导致涂层耐蚀性下降;(4)水性丙烯酸树脂的沉积可由颗粒电荷中和机制解释。