【摘 要】
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镁及镁合金因其低密度、高比强度、高韧性、高热电传导性能和电磁兼容性等特性在轻量化要求较高的工业领域内有着广阔的应用前景,但由于过低的标准电位和过高的化学活泼性,在含有腐蚀性离子的溶液甚至潮湿的空气中都极易发生腐蚀,进而影响合金的性能和使用寿命,严重制约了镁合金大规模的工业应用。制备有效的防护层是提高镁合金耐蚀性能最直观、最有效的方法,但目前来说,单一的防护层的效果不尽如人意。本文旨在制备复合防护层
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镁及镁合金因其低密度、高比强度、高韧性、高热电传导性能和电磁兼容性等特性在轻量化要求较高的工业领域内有着广阔的应用前景,但由于过低的标准电位和过高的化学活泼性,在含有腐蚀性离子的溶液甚至潮湿的空气中都极易发生腐蚀,进而影响合金的性能和使用寿命,严重制约了镁合金大规模的工业应用。制备有效的防护层是提高镁合金耐蚀性能最直观、最有效的方法,但目前来说,单一的防护层的效果不尽如人意。本文旨在制备复合防护层并通过复合防护层的相互协同作用进一步提高镁合金的耐蚀性能,扩展镁合金在工业领域的应用。首先,结合镁合金表面高磷非晶Ni-P镀层致密度高和低磷Ni-P镀层与基体结合力好的优点,将镁合金基体先后置于高p H值（p H11）和低p H值（p H5.5）镀液中连续施镀,获得由非晶纳米晶混合相构成的低磷层为底层、非晶相构成的高磷层为顶层的双层化学镀层。结果表明,低磷底层施镀时间对双层镀层形貌、粗糙度及耐蚀性能的影响较大,低磷层施镀时间为30 min,而高磷层施镀时间180 min条件下制备的双层化学镀层耐蚀性最好,其腐蚀电流密度降至1.9μA/cm~2,较单一高磷、低磷镀层和基体降低了1～2个量级。再次,镁合金Ni-P化学镀层在Ni（NO3）2溶液中水热反应后,表面垂直生长出Ni3（NO3）2（OH）4纳米结构,再经过硬脂酸改性后成功制备出具有超疏水膜性能的复合化学镀层。结果表明,超疏水复合镀层的疏水性能和耐蚀性能随着水热反应时间延长和水热反应温度升高呈现先提高后下降的变化趋势,水热反应温度为120℃,水热反应时间为15 h的条件下制备的复合镀层接触角达到最大值,为155.6±0.3°,同时,该复合镀层腐蚀电流密度降至7.2?10-2μA/cm~2,较化学镀层和基体降低了2～3个量级,耐蚀性最好。最后,针对镁合金表面锌磷酸盐转化膜上的裂纹和缺陷,在Zn（NO3）2溶液中通过水热法进行了原位修复,水热反应后获得由致密Zn O内层、疏松Zn O纳米结构层和硬脂酸吸附层构成的复合膜。结果表明,随反应液中Zn（NO3）2浓度的升高,复合膜的疏水性能和耐蚀性能先提高后下降,当Zn（NO3）2浓度为0.035mol/L时,复合膜接触角达到最大值,为154±2°,同时,该复合膜层腐蚀电流密度降至2.9?10-4μA/cm~2,较基体和锌磷酸盐转化膜降低了5个量级,耐蚀性最优。
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