纯镁表面等离子体电解渗硼与微弧氧化复合膜的制备及耐蚀性

作者：孙乐; 马颖^*; 李奇辉; 王晟; 王占营

来源：表面技术, 2021, 50(06): 64-76.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2021.06.006

• 镁
• 等离子体电解渗硼
• 微弧氧化
• 表面改性
• 复合膜
• 耐蚀性

目的在纯镁表面制备新型复合膜,以提高其耐蚀性。方法先在硼砂系电解液中对纯镁进行等离子体电解渗硼(PEB)处理,预制表面改性层,然后在硅酸盐系电解液中对其进行微弧氧化(MAO)处理,从而获得PEB+MAO新型复合膜。分别使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析膜层的微观结构、元素分布及物相组成,膜层的耐蚀性则通过动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)来表征。结果纯镁的等离子体电解渗硼过程经历了电离、置换、吸附和扩散四个阶段,获得的PEB表面改性层由氧化层和扩散层组成。在PEB+MAO复合膜的生长过程中,膜层在其厚度方向存在重叠的现象,而不是逐层的简单堆积。等离子体电解渗透时,硼元素渗入后所形成的渗层区域降低了纯镁基体表面的化学活性,改善了其微观组织结构,进而使PEB+MAO复合膜的腐蚀电流密度较基体、单一PEB改性层和单一微弧氧化膜层分别降低了3、2、1个数量级。同时,EIS研究也表明,PEB+MAO复合膜可以提供相对较长时间的抗蚀保护。另外,分析了PEB表面改性层的生成机理以及PEB+MAO复合膜的形成过程,并建立了物理模型。结论 PEB预处理会显著影响PEB+MAO复合膜的厚度、致密性及成分,继而明显提高纯镁的耐蚀性。该新型的复合膜制备方法有望进一步推广到镁合金上,以提高其耐蚀性和承载能力。

• 单位
  兰州理工大学