中文字幕一级黄色A级片|免费特级毛片。性欧美日本|偷拍亚洲欧美1级片|成人黄色中文小说网|A级片视频在线观看|老司机网址在线观看|免费一级无码激情黄所|欧美三级片区精品网站999|日韩av超碰日本青青草成人|一区二区亚洲AV婷婷

摘要： 采用旋涂法在汽車用鎂合金表面制備了4種改性涂層（不含有機(jī)改性硅酸鹽涂層和有機(jī)改性硅酸鹽涂層），對(duì)比分析了改性涂層的顯微形貌以及在3.5% NaCl溶液中浸泡不同時(shí)間后的耐腐蝕性能。結(jié)果表明，相較鎂合金基體，浸泡前的不含有機(jī)改性硅酸鹽涂層A試樣和浸泡1 d~9 d的涂層試樣的腐蝕電位都正移，腐蝕電流密度明顯減小，涂層A的耐腐蝕性能明顯優(yōu)于鎂合金基體；4種改性涂層的腐蝕電位都相較鎂合金基體發(fā)生正向移動(dòng)，且有機(jī)改性硅酸鹽涂層（涂層B、涂層C和涂層D）的腐蝕電位都比涂層A更正、腐蝕電流密度相較涂層A更小，腐蝕電流密度從小至大順序?yàn)椋和繉覥<涂層D<涂層B<涂層A<基體。隨著浸泡時(shí)間的延長，4種改性涂層的腐蝕電流密度都在增加，但相同浸泡時(shí)間下，涂層B和涂層C的腐蝕傾向相比涂層A更小、腐蝕速率相比涂層A較慢，且涂層C（KH-570/BTMSE=3/2）具有最佳的耐蝕性能。

 

關(guān)鍵詞： 汽車；AZ31B鎂合金；涂層；浸泡；耐腐蝕性能

 

AZ31B鎂合金由于具有密度低、比強(qiáng)度高、良好的彎曲性能、較高的韌性和抗阻尼性能等，在汽車、電子等行業(yè)有著廣泛應(yīng)用［1］，尤其是隨著汽車輕量化的發(fā)展，用鎂合金制作的汽車零部件（輪轂、發(fā)動(dòng)機(jī)、車身等）也逐漸增多，這為鎂合金帶來巨大發(fā)展機(jī)遇的同時(shí)也對(duì)鎂合金的使用性能提出了更高的要求［2］，如汽車用鎂合金除需要具備良好的強(qiáng)韌性外，還需要具有良好的耐腐蝕性能［3-5］。而鎂合金的耐腐蝕性較差，一直是制約其更廣泛應(yīng)用的瓶頸，較為可行的方法是對(duì)鎂合金進(jìn)行表面改性處理［6］，以在不改變?cè)墟V合金基體的固有物性外，進(jìn)一步提升其耐腐蝕性能。雖然目前對(duì)鎂合金進(jìn)行表面改性方面的報(bào)道較多，如表面激光處理、表面化學(xué)鍍等［7-9］，但是這些改性層的研究主要集中在無機(jī)涂層，而關(guān)于在鎂合金表面制備有機(jī)改性涂層方面的報(bào)道較少。本文以化學(xué)結(jié)構(gòu)相對(duì)比較對(duì)稱、通過脫水縮聚獲得更多交聯(lián)點(diǎn)的KH-570硅烷偶聯(lián)劑和1，2-雙三甲氧基硅基乙烷（BTMSE）硅烷偶聯(lián)劑為原料，采用旋涂法在鎂合金表面制備4種改性涂層，對(duì)比分析了鎂合金基體和4種改性層在3.5% NaCl溶液中浸泡不同時(shí)間后的顯微形貌和耐蝕性能，以期優(yōu)化改性層的制備工藝并推動(dòng)有機(jī)改性涂層在汽車用鎂合金中的應(yīng)用。

 

1、 材料與方法

 

1.1 材料與方法

汽車用AZ31B鎂合金的主要元素化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，wt.%）為3.08Al、0.86Zn、0.48Mn、0.011Si、0.001Fe、0.001Cu、0.0006Ni，余量為Mg。改性劑為2.0 dl/g的聚三亞甲基碳酸酯-聚乳酸（共聚物P（TMC-DLLA），其中TMC/DLLA=70/30），KH-570硅烷偶聯(lián)劑（C10H20O5Si）和1，2-雙三甲氧基硅基乙烷（BTMSE）硅烷偶聯(lián)劑（C8H22O6Si2）。

 

1.2 試樣制備

采用線切割的方法加工20 mm×20 mm×4 mm鎂合金試樣，環(huán)氧樹脂鑲嵌后采用砂紙逐級(jí)打磨、金剛石研磨膏拋光、去離子水清洗和無水乙醇超聲清洗后吹干備用。采用旋涂法在鎂合金試樣表面制備了4種改性涂層：（1）不含有機(jī)改性硅酸鹽涂層，將2.0 dl/g的聚三亞甲基碳酸酯-聚乳酸溶解在四氫呋喃（THF）中，制備成質(zhì)量分?jǐn)?shù)6%的聚合物溶液，采用旋涂法在均膠機(jī)上制備涂層，然后置于48 ℃烘箱中干燥36 h，得到涂層A；（2）有機(jī)改性硅酸鹽涂層，采用溶膠-凝膠法將x摩爾比的KH-570/BTMSE混合均勻，加入乙酸調(diào)節(jié)pH至5，加熱至42 ℃并攪拌60 min，然后繼續(xù)升溫至75 ℃，攪拌120 min，空冷至室溫并靜置48 h。在均膠機(jī)上采用旋涂法在涂層A試樣上制備有機(jī)改性硅酸鹽涂層（復(fù)合涂層），然后置于烘箱中進(jìn)行48 ℃/15 min+75 ℃/30 min+120 ℃/60 min的熱固化處理，得到有機(jī)改性硅酸鹽涂層，其中x=2∶1、3∶2和4∶1的涂層分別命名為涂層B、涂層C和涂層D。

 

預(yù)先配置3.5% NaCl溶液，分別將經(jīng)過預(yù)處理的鎂合金基體和涂層試樣置于3.5% NaCl溶液中浸泡，每3 d換一次溶液，浸泡完成后用去離子水清洗和酒精超聲清洗，吹干備用。

 

1.3 測試與表征

采用S-3400型掃描電子顯微鏡對(duì)涂層試樣的顯微形貌進(jìn)行觀察；極化曲線和電化學(xué)阻抗譜測試采用Reference 600型電化學(xué)工作站進(jìn)行測試，測試溫度為室溫，腐蝕介質(zhì)為3.5% NaCl溶液，標(biāo)準(zhǔn)三電極體系的工作電極為被測試樣、鉑片和飽和甘汞分別為輔助電極和參比電極［10］，掃描速率為1 mV/s，測試頻率為0.01 Hz~100 kHz。

 

2、 結(jié)果與討論

 

2.1 不含有機(jī)改性硅酸鹽涂層

圖1為涂層A試樣在3.5% NaCl溶液中浸泡不同時(shí)間后的顯微形貌。浸泡前的涂層表面較為平整致密（圖1（a）），未見異常裂紋或者微孔缺陷存在；當(dāng)浸泡時(shí)間為3 d時(shí)，涂層表面可見鼓包，局部破裂產(chǎn)生微孔，這可能與浸泡過程中溶液透過涂層與基體接觸并產(chǎn)生氫氣而聚集在涂層與基體之間有關(guān)［11］；延長浸泡時(shí)間至6 d時(shí)，涂層表面可見大面積的剝落，這主要與浸泡時(shí)間延長使得氣體聚集程度增加并在鼓包處破裂有關(guān)［12］；當(dāng)浸泡時(shí)間延長至9 d時(shí)，剝落的涂層處已經(jīng)發(fā)生明顯腐蝕，局部可見腐蝕產(chǎn)物覆蓋層。

 

圖1 涂層A試樣在3.5% NaCl溶液中浸泡不同時(shí)間后的顯微形貌

Fig.1 Microscopic morphology of coating A sample soaked in 3.5% NaCl for different times

 

圖2為鎂合金基體和浸泡不同時(shí)間后涂層A的極化曲線，浸泡溶液為3.5% NaCl溶液，浸泡時(shí)間為1 d、3 d、6 d和9 d，表1中列出了相應(yīng)的電化學(xué)參數(shù)。鎂合金基體的腐蝕電位（Ecorr）和腐蝕電流密度（Jcorr）分別為-1.61 V和4.29×10-6 A/cm2；浸泡前涂層A試樣的腐蝕電位和腐蝕電流密度分別為-1.57 V和3.06×10-8 A/cm2。相較鎂合金基體，浸泡前的涂層A試樣和浸泡1 d~9 d的涂層試樣的腐蝕電位都正移，腐蝕電流密度明顯減小。腐蝕電位正向移動(dòng)表明材料的腐蝕傾向減小，而腐蝕電流密度減小則表明腐蝕速率變?。?3-15］，可見涂層A的耐腐蝕性能明顯優(yōu)于鎂合金基體；隨著浸泡時(shí)間延長，涂層A試樣的腐蝕電流密度逐漸增大，浸泡9 d后的腐蝕電流密度仍然小于鎂合金基體，表明浸泡0 d~9 d的涂層試樣仍然具有優(yōu)于鎂合金基體的耐蝕性。

 

表1 鎂合金基體和浸泡不同時(shí)間后涂層A的電化學(xué)參數(shù)

Tab. 1 Electrochemical parameters of magnesium alloy substrate and coating A after soaking for different times

圖2 鎂合金基體和浸泡不同時(shí)間后涂層A試樣的極化曲線

Fig.2 Polarization curves of magnesium alloy substrate and coating A sample after soaking for different times

 

圖3為鎂合金基體和浸泡不同時(shí)間后涂層A的電化學(xué)阻抗譜。對(duì)比分析可知，涂層A浸泡0 d~9 d試樣的容抗弧半徑都明顯大于鎂合金基體試樣；對(duì)電荷轉(zhuǎn)移電阻的擬合結(jié)果可知，鎂合金基體試樣的電荷轉(zhuǎn)移電阻為3.60×104 Ω/cm2，而涂層A在浸泡0 d~9 d后的電荷轉(zhuǎn)移電阻都高于鎂合金基體，且電荷轉(zhuǎn)移電阻從大至小順序?yàn)椋? d>1 d>3 d>6 d>9 d>基體。這主要是因?yàn)楸砻嫱繉涌梢砸种齐娊赓|(zhì)溶液對(duì)基體材料的腐蝕［16］，而隨著浸泡時(shí)間延長，涂層A的表面發(fā)生局部破損，對(duì)基體的保護(hù)作用減弱［17-18］，電荷轉(zhuǎn)移電阻會(huì)減小，涂層A試樣的耐腐蝕性能降低。電化學(xué)阻抗譜的測試結(jié)果與極化曲線相吻合。

 

圖3 鎂合金基體和浸泡不同時(shí)間后涂層A的電化學(xué)阻抗譜

Fig.3 Electrochemical impedance spectra of magnesium alloy substrate and coating A after soaking for different times

 

2.2 有機(jī)改性硅酸鹽涂層

圖4為鎂合金基體與涂層試樣的極化曲線，表2為相應(yīng)的電化學(xué)參數(shù)擬合結(jié)果。

 

表2 鎂合金基體與涂層試樣的電化學(xué)參數(shù)

Tab.2 Electrochemical parameters of magnesium alloy substrate and coating samples

圖4 鎂合金基體與涂層試樣的極化曲線

Fig.4 Polarization curve of magnesium alloy substrate and coating sample

 

對(duì)比分析可知，4種改性涂層的腐蝕電位都相較鎂合金基體發(fā)生正向移動(dòng)，且有機(jī)改性硅酸鹽涂層（涂層B、涂層C和涂層D）的腐蝕電位都相較涂層A更正、腐蝕電流密度相較涂層A更小，腐蝕電流密度從小至大順序?yàn)椋和繉覥<涂層D<涂層B<涂層A<基體?？梢姡?種改性涂層的耐腐蝕性能都由于鎂合金基體，且耐腐蝕性由高至低順序?yàn)椋和繉覥>涂層D>涂層B>涂層A>基體。

 

進(jìn)一步對(duì)4種改性涂層在3.5%NaCl溶液中浸泡不同時(shí)間的試樣進(jìn)行電化學(xué)性能測試，其中，涂層A試樣由于浸泡9 d后發(fā)生了較為嚴(yán)重腐蝕，所以只選擇浸泡時(shí)間1 d~9 d的試樣。圖5為浸泡不同時(shí)間后鎂合金表面改性涂層的極化曲線，表3列出了相應(yīng)的極化曲線擬合結(jié)果。

 

表3 浸泡不同時(shí)間后鎂合金表面改性涂層的極化曲線的電化學(xué)參數(shù)擬合結(jié)果

Tab.3 Electrochemical parameter fitting results of polarization curves of modified coatings on magnesium alloy surfaces after soaking for different times

圖5 浸泡不同時(shí)間后鎂合金表面改性涂層的極化曲線

Fig.5 Polarization curve of modified coating on magnesium alloy surface after soaking for different times

 

對(duì)于涂層A試樣，隨著浸泡時(shí)間從1 d延長至9 d，腐蝕電位逐漸負(fù)移，腐蝕電流密度逐漸從1.83×10-7 A/cm2增加至11.42×10-7 A/cm2。對(duì)于有機(jī)改性硅酸鹽涂層（涂層B、涂層C和涂層D）試樣，隨著浸泡時(shí)間從1 d延長至9 d，腐蝕電位整體呈現(xiàn)負(fù)向移動(dòng)趨勢，腐蝕電流密度增大；在相同浸泡時(shí)間下，涂層C的腐蝕電流密度最小，其次為涂層B，而涂層D的腐蝕電流密度最大。由此可見，隨著浸泡時(shí)間的延長，4種改性涂層的腐蝕電流密度都在增加，耐腐蝕性能降低；但是相同浸泡時(shí)間下，涂層B和涂層C的腐蝕傾向相對(duì)涂層A更小、腐蝕速率相對(duì)涂層A較慢，且涂層C（KH-570/BTMSE=3∶2）具有最佳的耐蝕性能，這主要與涂層中兩種前驅(qū)的摩爾比較為適宜，有助于基體與涂層形成良好結(jié)合，有效的阻擋了電解質(zhì)溶液的滲透，更為有效保護(hù)鎂合金基體有關(guān)。

 

表4為鎂合金基體與表面涂層的電化學(xué)參數(shù)，分別列出了鎂合金基體、涂層C和相關(guān)文獻(xiàn)中PLLA涂層和MgZnMn-PLC涂層的腐蝕電位和腐蝕電流密度擬合結(jié)果。可見，涂層C以及文獻(xiàn)報(bào)道的PLLA涂層［19］和MgZnMn-PLC涂層［20］的腐蝕電位都相較鎂合金基體正向移動(dòng)，而腐蝕電流密度都相對(duì)較小，且本文制備的涂層C的腐蝕電流密度最小，具有良好的耐腐蝕性能和應(yīng)用前景，有望在汽車用鎂合金的表面改性中應(yīng)用。

 

表4 鎂合金基體與表面涂層的電化學(xué)參數(shù)

Tab.4 Electrochemical parameters of magnesium alloy substrate and surface coating

 

3、結(jié) 論

 

（1）相較鎂合金基體，浸泡前的涂層A試樣和浸泡1 d~9 d的涂層試樣的腐蝕電位都正移，腐蝕電流密度明顯減小，可見涂層A的耐腐蝕性能明顯優(yōu)于鎂合金基體；隨著浸泡時(shí)間延長，涂層A試樣的腐蝕電流密度逐漸增大，浸泡9 d后的腐蝕電流密度仍然小于鎂合金基體，表明浸泡1 d ~9 d的涂層試樣仍然具有優(yōu)于鎂合金基體的耐蝕性。

 

（2）4種改性涂層的腐蝕電位都相較鎂合金基體發(fā)生正向移動(dòng)，且有機(jī)改性硅酸鹽涂層（涂層B、涂層C和涂層D）的腐蝕電位都相較涂層A更正、腐蝕電流密度相較涂層A更小，且腐蝕電流密度從小至大順序?yàn)椋和繉覥<涂層D<涂層B<涂層A<基體。

 

（3）隨著浸泡時(shí)間的延長，4種改性涂層的腐蝕電流密度都在增加，耐腐蝕性能降低；但是相同浸泡時(shí)間下，涂層B和涂層C的腐蝕傾向相對(duì)涂層A更小、腐蝕速率相對(duì)涂層A較慢，且涂層C（KH-570/BTMSE=3∶2）具有最佳的耐蝕性能。

 

（4）本文制備的涂層C在防腐性能上優(yōu)于文獻(xiàn)報(bào)道的PLLA涂層和MgZnMn-PLC涂層

 

來源：期刊-《電鍍與精飾》作者：鐘志堅(jiān)1*，劉 超2，李 暢3

 

（1.清遠(yuǎn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 清遠(yuǎn) 511510；2.廣東工業(yè)大學(xué) 材料與能源學(xué)院，廣東 廣州 510006；3.華南理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 廣州 510006）