AZ31B鎂合金表面KH550硅烷膜耐蝕性能研究

馬全森　鄒忠利　譚青文

【摘 要】本文在AZ31B鎂合金表面采用KH550硅烷半水解溶液進(jìn)行涂覆成膜，用于增強(qiáng)其耐蝕性。鹽水浸泡試驗(yàn)和電化學(xué)測試結(jié)果顯示，KH550硅烷膜在AZ31B鎂合金表面能夠形成一層致密的保護(hù)層阻止外界腐蝕介質(zhì)的侵入，有效地提高了其耐蝕性。

【關(guān)鍵詞】鎂合金；硅烷膜；耐蝕性

中圖分類號： TG174.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）34-0069-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.34.027

Corrosion Resistance of KH550 Silane Film on AZ31B Magnesium Alloy

MA Quan-sen ZOU Zhong-li TAN Qing-wen

（School of Materials Science and Engineering， North Minzu University， Yinchuan Ningxia 750021， China）

【Abstract】In this paper， KH550 silane semi-hydrolysis solution was used to coat AZ31B magnesium alloy to enhance its corrosion resistance.The results of salt water immersion test and electrochemical test show that KH550 silane film can form a dense protective layer on AZ31B magnesium alloy surface to prevent the invasion of external corrosion media and effectively improve its corrosion resistance.

【Key words】Magnesium alloy； Silane film； Corrosion resistance[4]。本文選用γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）作為主要成膜物質(zhì)，在AZ31B鎂合金表面進(jìn)行浸漬成膜，采用鹽水浸泡和電化學(xué)工作站對不同鎂合金試樣進(jìn)行了測試，考察其耐蝕性能。本文的研究對于鎂合金表面新型防護(hù)技術(shù)具有明顯的科學(xué)意義和實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值。

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 鎂合金板預(yù)處理

試驗(yàn)采用板材AZ31B鎂合金，尺寸為2cm×4cm×0.1cm。試樣首先在堿性除油液中進(jìn)行脫脂除油，水洗后酸性除銹，再次用蒸餾水漂洗干凈。

1.2 硅烷半水解溶液和硅烷膜的制備

硅烷偶聯(lián)劑使用乙醇和水作為混合溶劑按比例配制，在一定溫度和pH值下進(jìn)行水解，最終得到硅烷KH550的半水解溶液。將表面潔凈的AZ31B鎂合金采用浸漬提拉法進(jìn)行涂膜，提拉速度為3cm/s，然后甩干后在120℃進(jìn)行烘干處理，時(shí)間30min。

1.3 測試方法

試驗(yàn)采用金相顯微鏡觀察膜層的表觀形貌；鹽水浸泡試驗(yàn)：全浸時(shí)試片表面距液面2cm，溫度為20℃，最后清洗試片，記錄試片表面腐蝕情況。試驗(yàn)步驟方法參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10124—88《金屬材料實(shí)驗(yàn)室均勻腐蝕全浸試驗(yàn)方法》；采用上海辰華的CHI660E電化學(xué)工作站進(jìn)行測試，測試溶液為室溫條件下的3.5%NaCl溶液，采用三電極體系，以AZ31B鎂合金為工作電極，鉑片作為輔助電極，飽和甘汞電極為參比電極，測試面積為1cm2。

2 結(jié)果與討論

2.1 浸泡實(shí)驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)采用鹽水浸泡法測試了AZ31B鎂合金經(jīng)過硅烷處理前后試樣在3.5%NaCl溶液中浸泡12小時(shí)的耐蝕性能，表觀形貌照片如圖1所示。

由圖可知，經(jīng)過硅烷處理后的鎂合金試樣經(jīng)過12小時(shí)鹽水浸泡僅僅出現(xiàn)少許點(diǎn)蝕，而空白鎂合金試樣出現(xiàn)了大片的腐蝕，說明硅烷處理后試樣耐蝕性能相對于處理前耐蝕性能有了明顯提升。

2.2 電化學(xué)測試結(jié)果

試驗(yàn)使用電化學(xué)工作站對處理前后鎂合金的耐蝕性進(jìn)行了測試，測得的Tafel極化曲線如圖2所示。由圖可知，經(jīng)過硅烷處理的鎂合金試樣腐蝕電位（Ecorr）與空白鎂合金腐蝕電位（Ecorr）變化不大，說明有機(jī)硅烷對鎂合金不具有緩蝕的作用，對鎂合金的腐蝕電位并沒有多大影響；經(jīng)過CHI660E工作站軟件分析知，硅烷處理后的鎂合金腐蝕電流密度（jcorr）比空白試樣的腐蝕電流密度降低了16倍。這說明經(jīng)過硅烷液處理的鎂合金耐腐蝕性能得到了明顯地提升。究其原因在于鎂合金表面的硅烷膜是一層致密的有機(jī)膜，它可以起到一定的屏蔽作用，這層保護(hù)層，可以抑制腐蝕介質(zhì)的侵入，同時(shí)阻止基體表面鎂合金的溶解。

3 結(jié)論

硅烷偶聯(lián)劑KH550作為一種常見硅烷偶聯(lián)劑，經(jīng)過適當(dāng)?shù)乃馓幚砗罂梢栽贏Z31B鎂合金表面形成一層透明膜層。通過鹽水浸泡試驗(yàn)和電化學(xué)測試結(jié)果表明，經(jīng)過硅烷處理后的鎂合金試樣耐蝕性相對于空白試樣有了顯著地提升。

【參考文獻(xiàn)】

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