镁合金基体等离子喷涂Al-Al_(2)O_(3)复合涂层组织与耐腐蚀性能研究

作者：任东亭; 王文权; 张新戈^*; 杜文博; 朱胜

来源：材料导报, 2023, 1-16.

• 超音速等离子喷涂
• Al-Al_(2)O_(3)复合粉末
• 镁合金
• 孔隙率
• 耐腐蚀性

镁合金的耐腐蚀性能差，在工程应用中往往因腐蚀而发生失效，通过表面工程技术对镁合金进行表面改性或防护，是工程应用中采用的重要手段。本文采用超音速等离子喷涂(Supersonic Plasma Spray， SPS)工艺在AZ61镁合金表面制备Al-Al2O3复合涂层，其中Al2O3的质量分数分别为30%、50%和70%(下文简称AA30、AA50、AA70)。研究了Al2O3含量对Al-Al2O3复合涂层微观组织、孔隙率、电化学性能以及盐雾耐腐蚀性能的影响。结果表明，涂层的表面呈现熔滴铺展堆叠形成的浪花状形貌，粉末熔化充分，涂层内部结合紧密，各涂层均由Al、α-Al2O3和γ-Al2O3三种物相组成。AA70涂层的孔隙率较AA30和AA50明显升高，达到了6.71%；电化学极化试验研究表明，各涂层比AZ61镁合金基体表现出更高的电极电位和较低的自腐蚀电流密度，AZ61镁合金基体自腐蚀电流密度为5.144 mA·m-2，而AA30、AA50和AA70的自腐蚀电流密度分别为2.950 mA·m-2、3.084 mA·m-2和2.496 mA·m-2，三种涂层相比母材AZ61表现出较低的电化学腐蚀速率。电化学阻抗测试结果发现，三种涂层的Rct达到了AZ61镁合金基体的2倍左右，显示出较低的阳极溶解活性。在盐雾试验中，AZ61镁合金基体产生大量的腐蚀产物和龟裂纹，涂层AA30和AA50由于腐蚀产物的积累导致涂层产生了大量裂纹，在涂层与基体的界面处发生了电偶腐蚀；最终，随着基体表面的腐蚀，涂层产生了剥落；涂层AA70腐蚀程度最小，表现出最佳的抗腐蚀性能，能够满足对镁合金基体的有效腐蚀保护。

• 单位
  中国人民解放军装甲兵工程学院; 吉林大学