【摘 要】
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镁锂合金具有比强度高、比刚度高的优异特性,并且作为最轻的结构金属材料,其在汽车、航空航天、电子产品、军事等众多工业领域有较多应用。镁锂合金存在三种结构,即具有α相Mg-5Li合金,具有β相的Mg-14Li合金,具有双相的Mg-8Li合金。镁锂合金的化学性质活泼,导致镁锂合金极易腐蚀,严重影响合金在工程中的应用,亟需对镁锂合金表面做防护处理。本文主要研究不同结构镁锂合金化学转化膜的制备及其性能研究。
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镁锂合金具有比强度高、比刚度高的优异特性,并且作为最轻的结构金属材料,其在汽车、航空航天、电子产品、军事等众多工业领域有较多应用。镁锂合金存在三种结构,即具有α相Mg-5Li合金,具有β相的Mg-14Li合金,具有双相的Mg-8Li合金。镁锂合金的化学性质活泼,导致镁锂合金极易腐蚀,严重影响合金在工程中的应用,亟需对镁锂合金表面做防护处理。本文主要研究不同结构镁锂合金化学转化膜的制备及其性能研究。本文采用正交实验分别对锡酸盐化学转化工艺及磷酸盐化学转化工艺进行了探索,根据Mg-8Li合金表面锡酸盐转化膜及磷酸盐转化膜的析氢量大小及其宏观腐蚀形貌的严重程度,确定两种转化膜工艺的最佳转化液成分。通过表面形貌观察、截面形貌观察及能谱分析,对Mg-5Li合金、Mg-8Li合金、Mg-14Li合金表面制备的两种转化膜的结构及成分进行了分析,发现锡酸盐化学转化膜为单层膜结构,膜层主要成分为Mg Sn O3;磷酸盐化学转化膜存在着双层膜结构,膜层上层为花瓣结构,下层为片状结构,膜层主要成分为Ca HPO4、Ca3（PO4）2、Mg3（PO4）2。电化学测试及析氢实验的结果表明,锡酸盐转化膜对Mg-8Li合金及Mg-5Li合金防护作用较强,其析氢量及腐蚀电流密度均发生大幅减小,而对Mg-14Li合金防护作用较弱;磷化膜对三种镁锂合金均具有防护作用,三种镁锂合金的磷化膜的析氢量和腐蚀电流密度都发生了减小。通过对比三种镁锂合金锡酸盐转化膜性能,发现Mg-8Li锡酸盐转化膜的析氢量最小,腐蚀电流密度最小,Mg-14Li锡酸盐转化膜析氢量最大,腐蚀电流密度最大。对比三种镁锂合金磷酸盐转化膜的性能,发现Mg-8Li磷酸盐转化膜析氢量最小,腐蚀电流密度最小,Mg-14Li磷酸盐转化膜析氢量最大,腐蚀电流密度最大。两种转化膜性能的一致性是由于Mg-8Li合金表面具有相界、晶界,其表面的高能界面较多,使得膜层生长过程中结核位点较多,膜层较为致密,而Mg-14Li合金晶粒较大,结合位点少,膜层较为松散。
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