柠檬酸铁浓度对镁合金微弧氧化黑色膜层微观结构及耐蚀性的影响

doi:10.11902/1005.4537.2016.097

中国腐蚀与防护学报

2017, Vol. 37

Issue (4): 360-365 DOI: 10.11902/1005.4537.2016.097

研究报告

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柠檬酸铁浓度对镁合金微弧氧化黑色膜层微观结构及耐蚀性的影响

冯立¹(

), 张立功¹, 李思振¹, 郑大江²(

), 林昌健³, 董士刚⁴

1 中国空间技术研究院北京卫星制造厂北京 100190
2 厦门大学材料学院厦门 361005
3 厦门大学化学化工学院厦门 361005
4 厦门大学能源学院能源研究院厦门 361005

Effect of Ferric Citrate on Microstructure and Corrosion Resistance of Micro-arc Oxidation Black Film on Mg-alloy AZ40M

Li FENG¹(

), Ligong ZHANG¹, Sizhen LI¹, Dajiang ZHENG²(

), Changjian LIN³, Shigang DONG⁴

1 Beijing Spacecrafts China Academy of Space Technology, Beijing 100190, China
2 College of Materials, Xiamen University, Xiamen 361005, China
3 College of Chemistry and Chemical Engineering, Xiamen University, Xiamen 361005, China
4 College of Energy, and School of Energy Research, Xiamen University, Xiamen 361005, China

全文: PDF(3254 KB) HTML

摘要:

利用二次微弧氧化法在AZ40M镁合金表面成功制备了黑色的氧化膜层,通过SEM、EDS和XRD表征了膜层的微观形貌和成分组成。结果表明,柠檬酸铁添加剂浓度可显著影响镁合金表面氧化膜的形貌、组成和厚度,添加剂浓度越高,膜层中的铁氧化物含量也越高,而对膜层厚度的影响则没有呈现出明显规律。同时,测试了0.1 mol/L NaCl溶液中的电化学阻抗谱和动电位极化曲线,结果显示镁合金表面黑色膜层具有较好的耐蚀性,且膜层越厚,铁含量越少,膜层的耐蚀性越好。

关键词 ：镁合金, 微弧氧化, 黑色氧化膜, 腐蚀, 电化学阻抗谱

Abstract：

Black oxide films on Mg-alloy AZ40M were prepared by means of a two-step micro-arc oxidation process in electrolytes of 15 g/L Na₃PO₄+ 3 g/L NaF+5.6 g/L KOH and 20 g/L Na₃PO₄+5 g/L NaF with different additions of ferric citrate respectively. The microstructure and composition of the films were characterized by scanning electron microscope (SEM), energy dispersive spectrometer (EDS) and X-Ray diffractometer (XRD). The electrochemical corrosion property of the films was assessed by using electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization curves in 0.1 mol/L NaCl solution. Results showed that the concentration of ferric citrate strongly affects the surface morphology, composition and thickness of the formed oxide films. The oxide films have good corrosion resistance. The thicker oxide film with less iron content presents better corrosion resistance.

Key words： magnesium alloy micro-arc oxidation black oxide film layer corrosion electrochemicalimpedance spectroscopy

收稿日期: 2016-07-13

ZTFLH:

TG146

基金资助:国家自然科学基金 (21321062)

作者简介:

作者简介冯立,男,1984年生,硕士,工程师

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冯立, 张立功, 李思振, 郑大江, 林昌健, 董士刚. 柠檬酸铁浓度对镁合金微弧氧化黑色膜层微观结构及耐蚀性的影响[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2017, 37(4): 360-365.
Li FENG, Ligong ZHANG, Sizhen LI, Dajiang ZHENG, Changjian LIN, Shigang DONG. Effect of Ferric Citrate on Microstructure and Corrosion Resistance of Micro-arc Oxidation Black Film on Mg-alloy AZ40M. Journal of Chinese Society for Corrosion and protection, 2017, 37(4): 360-365.

链接本文:

https://www.jcscp.org/CN/10.11902/1005.4537.2016.097 或 https://www.jcscp.org/CN/Y2017/V37/I4/360

图1 不同柠檬酸铁浓度中制备的膜层宏观形貌照片

图2 在不同浓度柠檬酸铁电解液中微弧氧化制备得到的膜层的平均厚度

图3 AZ40M镁合金表面SEM像

图4 镁合金和经不同电解液中微弧氧化制备膜层后的XRD谱

图5 含不同浓度柠檬酸铁的电解液中制备的膜层表面形貌SEM像

表1 不同柠檬酸铁浓度的电解液中制备的膜层的元素组成

图6 经不同浓度柠檬酸铁电解液中微弧氧化处理过的镁合金样品在0.1 mol/L NaCl溶液中浸泡20 min后的电化学阻抗谱

图7 经不同浓度柠檬酸铁电解液中微弧氧化处理过的镁合金样品在0.1 mol/L NaCl溶液中浸泡30 min后的动电位极化曲线

表2 图7中极化曲线相对应的Tafel拟合参数

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