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镁合金表面微弧氧化陶瓷涂层的制备及耐蚀性能*

2021-02-25余灏勋马廷霞

功能材料 2021年1期

余灏勋,马廷霞

(西南石油大学 机电工程学院,成都 610500)

0 引 言

镁合金耐蚀性差严重限制了其在许多领域的应用[1-2]。目前为止,研究者广泛研究的耐腐蚀方法是在合金表面形成防腐涂层。微弧氧化技术(MAO)是在常规阳极氧化技术基础上发展起来的一种新型的镁合金表面处理技术,该技术可以制造高质量的涂层,具有高硬度值,强附着力,并可以大幅提高镁合金基体的耐腐蚀性[3]。因此,MAO已经成为提高镁合金耐蚀性研究最热门的技术之一[4-6]。MAO涂层的耐蚀性主要取决于涂层的厚度、成分和组织结构[7]。根据已有的研究,电解液的组成会影响涂层的微观结构、成分和性能,因为这些元素可以在氧化过程中掺杂入涂层中[8-9]。几种类型的电解质,如硅酸盐[10]、铬酸盐[11]和磷酸盐[12],已被用于制备MAO涂层。一般来说,在这些电解质中形成的MAO涂层主要由MgO相和其它一些与电解质有关的化合物组成[如MgO、Mg3-(PO4)2、MgAl2O4或MgF2][13]。由于MgO在中性或酸性环境中不稳定,这些涂层不能提供足够的长期腐蚀保护。解决该问题最有效的办法是通过改变电解质的组成,在MAO涂层中加入稳定氧化物或其它稳定化合物,如Nb2O5、ZrO2、TiO2、Mg2Zr5O12、CeO2、MgF2或ZrF4。这些氧化物和化合物可以在氧化处理过程中嵌入到涂层中,以提高涂层的耐蚀性[14]。然而,在这些电解液中,有许多化合物不能长期使用(相对不稳定),因为在微弧氧化过程中,试样表面预先形成了小的火花,不能得到均匀的MAO涂层[15]。石墨烯(GR)和氧化石墨烯(GO)具有优异的力学和耐腐蚀性能,不仅力学强度高,而且耐磨性优异[16-17]。……

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