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摘要
目的 探究新型稀土盐镨盐转化膜的腐蚀防护特性。方法 采用化学转化法，在镁合金基体进行表面改性，制备出一层致密镨盐转化膜。试验重点探讨不同成膜时间制备转化膜的表面性能，在模拟海水(3.5%NaCl溶液)条件下，通过电化学测试(Tafel极化曲线和电化学阻抗谱)、浸泡试验、点滴试验分别评价膜层的耐腐蚀特征，通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线能谱分析(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)对微观形貌、结构成分进行测试分析，通过显微硬度计和摩擦磨损试验机，从力学角度分析膜层的耐磨性和表面硬度。结果 进行对比试验后发现，成膜时间过短或过长都不利于膜层的形成。Tafel曲线显示，成膜时间为30 min时，自腐蚀电流密度为1.740×10-9 A/cm2，相比裸镁试样下降了4个数量级；自腐蚀电位为-0.681 V，相比裸镁试样正移了900 mV；电化学交流阻抗谱显示，成膜30 min时，膜层的容抗弧曲率半径最大，EIS拟合后电荷转移电阻也最大，为45 650 Ω·cm2。浸泡试验和点滴试验结果表明，成膜30 min时，膜层具有较少的点蚀区域和裂纹缺陷，点滴时间为82.14 s，膜厚可达26.2μm，膜层较为牢固，试验结果与电化学测试参数具有一致性。组成分析则说明转化膜主要含有C、H、O、Mg、Pr等元素，膜层主要物质为镨的氢氧化物和镨的部分氧化物。稀土金属镨的加入一定程度提高了膜层的力学性能，提高了膜层的耐磨性和硬度。结论 由组成分析结果可推测镁合金表面镨盐转化膜的成膜机理，符合阴极成膜机制，Pr(NO3)3·6H2O作为成膜主盐可以有效改善AZ31B镁合金的表面性能，当成膜30 min时，镁合金镨盐转化膜可以有效阻止腐蚀介质的入侵，其耐蚀性和稳定性最佳。
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