鎂合金微弧氧化陶瓷層顯微缺陷與相組成及其耐蝕性

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1、第!’卷第(期中國有色金屬學(xué)報’""’年%月LM8;!’AM;(#$%&$’(%)%*+,-(./+01+(0%--+,)2%3./)N@<;’""’［文章編號］!""#$"%"&（’""’）"($"#)#$"#鎂合金微弧氧化陶瓷層顯微缺陷與相組成及其耐蝕性!蔣百靈，張淑芬，吳國建，雷廷權(quán)（西安理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，西安*!""#+）［摘要］利用,-.，/01及鹽霧腐蝕等試驗手段，研究了.2+鎂合金微弧氧化陶瓷層生長過程中顯微缺陷與相組成的變化規(guī)律及其對耐蝕性的影響。結(jié)果表明：微弧氧化初期，陶瓷層致密，幾乎觀察不到顯微缺陷，隨著處理時

2、間的延長及陶瓷層的增厚，其外側(cè)開始出現(xiàn)孔洞類缺陷，直至&"3厚度范圍布滿相互交錯的不規(guī)則孔洞；陶瓷層主要由.45，.4,65，.478和非晶相組成，隨著厚度的增加，陶瓷層中.45的比例不斷增加，而非晶(’5#相含量逐漸減少；短時間微弧氧化處理有利于制取以非晶相為主的致密無缺陷的耐蝕陶瓷層。［關(guān)鍵詞］鎂合金；微弧氧化；非晶相；腐蝕［中圖分類號］9:!#%;’［文獻標(biāo)識碼］7鎂合金因其密度小、能量衰減系數(shù)大、優(yōu)良的鹽霧試驗在型號為,5’／FE’)"的二氧化硫鹽霧腐電磁屏蔽特性及輔助散熱功能而被譽為’!世紀(jì)理蝕試驗箱中以:2／9!"!’)E!&&

3、*之規(guī)定進行。通過想的電子產(chǎn)品殼體和輕型車輛的替用材料［!，’］。但,-.和/01進行形貌觀察和相組成分析。鎂合金的耐蝕性極差，使用時必須進行適當(dāng)?shù)谋砻娓g率的計算公式如下：防腐處理。鉻化和陽極氧化存在著膜層薄、有穿透#G（!!$!）／!C!""3膜層的網(wǎng)狀裂紋及因鉻酐加入污染環(huán)境等問題［(］，式中!—腐蝕前質(zhì)量，!—腐蝕后質(zhì)量。!難以滿足防腐和環(huán)保的要求。微弧氧化技術(shù)是近年來備受關(guān)注的一種新型的"結(jié)果及分析金屬表面處理技術(shù)［#!+］。其原理是通過脈沖電參數(shù)和無重金屬元素加入的電解液的匹配調(diào)整，在陽極";!處理時間對顯微缺陷形成的影響表面產(chǎn)

4、生微區(qū)弧光放電現(xiàn)象，進而在78，.4，96圖!為硅酸鹽體系中不同微弧氧化處理時間條等金屬表面原位生長出一層以基體金屬氧化物為主件下所得試樣的,-.觀察照片。從圖中可以看出，的陶瓷層。該陶瓷層若致密無缺陷，則無疑會提高在生長初期（圖!（H）），膜層與基體結(jié)合緊密，有明金屬的防腐性能［&］。本研究旨在探討鎂合金微弧氧顯的微冶金過渡區(qū)存在，致密的陶瓷層看不到線、化陶瓷層生長過程中顯微缺陷與相組成的變化規(guī)律面類缺陷。隨著處理時間的延長，陶瓷層外側(cè)開始及其對耐蝕性的影響，以期為該技術(shù)在鎂合金防腐出現(xiàn)不規(guī)則形狀孔洞（圖!（I），（J）），當(dāng)處理時間保護

5、領(lǐng)域的應(yīng)用提供實驗依據(jù)。延長到!")B6<時（圖!（K）），盡管陶瓷層的總厚度接近!""，但其層內(nèi)孔洞交錯，無缺陷的致密層$B!實驗方法厚度反而與圖!（H）相當(dāng)。在微弧氧化初期，較低的起弧電壓均勻擊穿樣實驗材料為.2+鎂合金，其化學(xué)成分為78品表面自然形成的氧化膜，由于放電微區(qū)的瞬間溫度高達’"""D以上［!"!!’］，擊穿過程產(chǎn)生的熔融";’"3，.?";!)3!";()3，>@";")3，A6";"*3，余量為.4。試態(tài)鎂及其它合金元素的氧化物在電解液的“液淬”冷樣規(guī)格為)"BBC)"BBC!BB的

6、標(biāo)準(zhǔn)小方塊。處卻下以冶金結(jié)合方式粘結(jié)在一起，同時由于初期的理過程中通過氣泵的攪拌冷卻使電解液溫度保持在放電過程僅發(fā)生在樣品表面，故形成的膜層致密，’"!#"D。微弧氧化處理采用.75%)E"型設(shè)備于觀察不到氣體逸出通道之類的線、面缺陷。隨著處硅酸鹽系電解液中進行，處理時間為!)!!’"B6<。理時間的延長和膜層的增厚，發(fā)生擊穿所需的電壓萬方數(shù)據(jù)%［收稿日期］’""!$"*$!+；［修訂日期］’""!$"&$!#［作者簡介］蔣百靈（!&%"$），男，教授，博士;第8?卷第:期蔣百靈，等：鎂合金微弧氧化陶瓷層顯微缺陷與相組成及其耐蝕性·@99·

7、圖!不同微弧氧化處理時間的陶瓷層截面形貌"#$%!!"#$$%$&’()#*+#",-#.#/)&$#0’&"1+)’’#1()*/$234)00&"&*(567("&1(&4()+&（1）—89+)*；（2）—:;+)*；（’）—<;+)*；（4）—8;9+)*持續(xù)升高，放電能量迅速增大，此時陶瓷層的增厚期放電過程中產(chǎn)生的能量較小（脈沖峰值較低），加主要依靠通過對原有層的重復(fù)擊穿而使內(nèi)層的氧化之此時的熔融物主要存在于樣品表面，電解液的直過程得以進行。熔融物冷凝過程中產(chǎn)生的氣體必須接“液淬”作用使多數(shù)鎂、氧原子來不及按固有的晶有相應(yīng)的逸出通

8、道，由于冷卻條件的差異，外表層格結(jié)構(gòu)規(guī)則排列而以非晶態(tài)凝固于表層。隨著厚度優(yōu)先于內(nèi)部進入凝固期而將通道封閉，致使內(nèi)部氣的增加，不僅放電過程產(chǎn)生的能量增大（脈沖峰值體逸出時發(fā)生如圖