论文部分内容阅读
镁合金由于具有质轻、比刚度高等优异的性能,被广泛的应用于航空航天、电子设备、汽车零件、医疗器件等各个领域,但是镁合金的耐蚀性差,在很大程度上限制了它的应用。如何使镁合金同时具备优异的力学性能和良好的耐蚀性,是国内外一直以来关注的重点。本文主要通过化学镀、电镀以及磁控溅射三种方法在镁合金表面制备了不同的金属镀层,利用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)对其组织结构进行了表征,利用扫描电镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(CLSM)观察分析了镀层的表面形貌及腐蚀形貌,测试了不同镀层的耐蚀性能以及硬度。研究了以磷化作为前处理以及镀后热处理工艺对镁合金基体表面Ni-P镀层形貌及耐蚀性能的影响;研究和分析了电流密度、钨酸钠浓度及镀后热处理对电镀Ni-W镀层的影响;探索了调制周期、调制比及热处理对镁合金表面磁控溅射制备Cu/Zr多层膜的影响。主要得出以下结论:经过磷化处理后,镁合金基体表面形成了一层磷化膜,使其表面粗糙度降低,在此磷化膜之上进行化学镀镍,得到的镀层结构致密、颗粒细小,与传统工艺制备的Ni-P镀层相比,磷酸盐/Ni-P镀层的耐蚀性得到了明显的改善,经热处理后镀层与基体结合力提高,耐蚀性进一步改善。随着Na2WO4浓度的增加,Ni-W镀层硬度提高,耐蚀性下降;而随着电流密度的增加,Ni-W镀层硬度及耐蚀性均有所提高。当电流密度为2 A/dm2、钨酸钠浓度为10 g/L时制备的镀层同时具备较高的耐蚀性和硬度,对基体的保护作用优于Ni-P镀层,对其进行不同温度热处理,结果表明当热处理温度升高时,Ni-W镀层的耐蚀性逐渐改善,300℃时得到的Ni-W镀层同时具有较高的耐蚀性和硬度。与单层膜相比,Cu/Zr多层膜的腐蚀是逐层进行的,当调制周期λ为25nm时,镀层耐蚀性和硬度都较好;当调制比η为1时,多层膜耐蚀性下降,所以调制比η = 0.1、调制周期λ = 25 nm的Cu/Zr多层膜同时具备较高的耐蚀性和硬度。镁合金基体上经化学镀前处理后制备的调制比η = 0.1,调制周期λ = 25 nm的Cu/Zr多层膜的硬度、耐蚀性都比较好,而且经热处理后出现了两次明显的钝化现象,其耐蚀性进一步提高。