富镁涂层对LY12铝合金点蚀的抑制作用研究

摘要

铝合金由于其低密度，高强度，易加工并且储藏资源丰富等优点被广泛使用在航空航天、军事、汽车行业。因为铝合金应用的普及以及响应国家可持续发展的政策，改善铝合金的使用寿命成为铝工业中的重中之重。本文探讨了富镁涂层对铝合金基体表面腐蚀的作用，研究了富镁涂层对铝合金的阴极保护作用，并讨论了当涂层具有缺陷时对铝合金的作用，最后研究了镁粉与不同粒径铝粉复配时对铝合金耐蚀性的影响。
　　本文首先采用动电位扫描法使LY12铝合金表面生成小孔腐蚀，从中选取腐蚀程度相当的试样然后涂覆富镁涂层以及环氧涂层待其固化后测定其在3wt％NaCl溶液中的电化学交流阻抗谱图，并用等效电路拟合得到拟合参数，结果表明，富镁涂层使铝合金的开路电位明显负移并较长时间保持稳定，基体开始腐蚀的时间显著延迟，说明富镁涂层对于铝合金具有明显的阴极保护作用。点蚀存在使得富镁涂层中的镁粉溶解速率加快，能更有效地保护基体。涂覆富镁涂层试样的铝合金基体浸泡后点蚀无明显的发展，说明富镁涂层能够一定程度上抑制铝合金表面点蚀的生成及发展。通过在铝合金表面富镁涂层以及环氧涂层制造人工十字划痕，并人工控制缺陷的面积，将试样浸泡在3wt.％NaCl溶液中进行交流阻抗测试，涂覆环氧涂层的试样浸泡开始，划叉处裸露基体开始发生腐蚀反应，浸泡48h腐蚀严重，涂层与基体之间有剥离，而富镁涂层中由于镁粉的存在，缺陷处裸露的铝合金被保护，浸泡288h发生腐蚀，说明镁粉可以延长涂层的保护时间以及划痕处裸露铝合金开始腐蚀时间。随着缺陷面积的增加，镁粉的消耗量增加，说明镁粉在缺陷处由于与铝合金接触产生阳极极化优先被溶解从而保护铝合金，抑制了铝合金划叉缺陷的扩展。将镁粉与不同粒径的铝粉作为颜料添加到环氧树脂中得到镁铝复合涂层，并将涂层涂覆到LY12铝合金表面，研究其耐蚀性，Machu测试表明在强腐蚀溶液中，富镁涂层的耐蚀性能优于镁铝复合涂层，由于镁粉反应活性强，更易发生阴极还原反应保护铝合金，相较于镁铝复合涂层，镁粉在富镁涂层单位体积内的分布更多。交流阻抗测试及浸泡试验表明添加17微米的镁铝复合涂层使用寿命相较于富镁涂层延长888h。拟合参数以及开路电位的变化说明铝粉加入能够降低镁粉的反应活性，并且不影响镁粉的阴极保护作用。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 铝及铝合金概述

1．1．1 铝的性质

1．1．2 铝合金

1．1．3 铝及铝合金的用途

1．2 铝合金的腐蚀类型

1．2．1 点蚀

1．2．2 应力腐蚀

1．2．3 晶间腐蚀

1．2．4 剥蚀

1．2．5 电偶腐蚀

1．3 铝合金的表面保护技术

1．3．1 电镀

1．3．2 化学镀

1．3．3 阳极氧化

1．3．4 微弧氧化

1．3．5 化学氧化

1．3．6 有机涂层

1．4 富镁涂层及研究成果

1．5 本论文的研究内容和意义

1．5．1 本论文的研究内容

1．5．2 本论文的研究意义

第二章 实验材料与实验方法

2．1 实验材料

2．2 试样制备

2．3 测试方法

2．3．1 动电位扫描测试

2．3．2 电化学阻抗测试

2．3．3 开路电位监测

2．3．4 Machu测试

2．3．5 划叉浸泡测试

2．3．6 扫描电镜(SEM)测试

第三章 富镁涂层对点蚀的作用

3．1 前言

3．2 试验方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 试样表面形貌

3．3．2 环氧及富镁涂层谱图随时间变化的研究

3．3．3 拟合参数

3．3．3 开路电位

3．3．4 SEM扫描电镜观察

3．4 结论

第四章 富镁涂层缺陷的EIS研究

4．1 前言

4．2 试验方法

4．3 结果与讨论

4．3．1 不同涂层的比较

4．3．2 不同缺陷面积对富镁涂层作用的影响

4．4 结论

第五章 镁粉与不同粒径铝粉复合的涂层耐蚀研究

5．1 前言

5．2 试验方法

5．3 结果与讨论

5．3．1 Machu测试

5．3．2 划叉浸泡试验

5．3．3 交流阻抗测试

5．4 结论

第六章 总结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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