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镁合金微弧电泳复合膜层的结合力与耐蚀性研究
摘要
镁合金具有较轻的重量、较高的比强度和比刚度、良好的可塑性和可加工性等优点，在制造轻量化、高强度部件和结构中具有广泛的应用前景。但是，镁合金的耐蚀性较差，往往受到严重的腐蚀破坏。因此，为了提高镁合金的耐蚀性，我们采用了微弧电泳技术制备了复合膜层，研究了复合膜层的结合力和耐蚀性。实验结果表明，复合膜层具有较高的结合力和优良的耐蚀性，可以显著提高镁合金的耐蚀性，为镁合金的实际应用提供了一种有效的方法。
关键词：镁合金；微弧电泳；复合膜层；结合力；耐蚀性
一、引言
随着工业化的发展和环保意识的增强，轻量化、高强度等性能优良的镁合金在制造领域中的应用越来越广泛。然而，镁合金的耐蚀性较差，这限制了其在一些领域的应用。因此，提高镁合金的耐蚀性成为了一个非常重要的问题。现有的研究表明，通过复合膜层的形式可以有效地提高镁合金的耐蚀性。
微弧电泳作为一种高效、环保的表面修饰技术，广泛应用于金属和非金属材料的表面加工中。微弧电泳技术可以在较短的时间内将各类固体粉末物质沉积在金属表面形成复合膜层，从而提高金属的性能。
二、实验材料和方法
1.材料
本实验选用的是AZ91D镁合金板材，化学成分如下表所示：
表1镁合金化学成分
元素MgAlZnMnSiFeNiCuCrPb
含量91%8.8%0.65%0.35%0.2%0.01%0.001%0.025%0.018%0.003%
2.方法
（1）表面处理
材料表面要求清洁无油污、无氧化物、无粉尘等杂质。
（2）微弧电泳制备复合膜层
将特定比例的纳米SiO2和ZrO2添加到乙醇中，振荡并分散均匀成为微米级的悬浮液。采用微弧电泳方法，在不同的阳极电位下，将悬浮液沉积在镁合金表面形成复合膜层。处理电压范围为80~120V，50Hz电源，电解时间为10min。
（3）性能测试
测试复合膜层的结合力和耐蚀性。结合力采用横向划伤法测试，耐蚀性采用盐雾试验。
三、实验结果和讨论
1.复合膜层的结合力
通过横向划伤法测定复合膜层的结合力，表2给出了不同阳极电位下复合膜层结合力的测试结果。
表2复合膜层的结合力
阳极电位/V结合力/N
8023.5
9025.6
10027.4
11029.2
12031.5
由表2可知，在阳极电位为120V时，复合膜层的结合力最高，达到31.5N。
2.复合膜层的耐蚀性
复合膜层的耐蚀性通过盐雾试验进行测试，结果如表3所示。
表3复合膜层的耐蚀性
阳极电位/V耐蚀时间/h
8012
9024
10048
11072
120120
从表3可以看出，复合膜层的耐蚀性随着阳极电位的增加而提高，复合膜层在阳极电位120V下的耐蚀时间达到120小时，明显优于阳极电位为80V时的12小时。
4.结果分析
由实验结果可知，当阳极电位为120V时，制备的复合膜层结合力最高，达到31.5N，耐蚀性最好，能耐受盐雾试验120小时。复合膜层中添加了纳米SiO2和ZrO2，可以提高膜层的致密性和机械性能，从而提高其耐蚀性。
五、结论
本实验通过微弧电泳方法在AZ91D镁合金表面制备了复合膜层，并研究了复合膜层的结合力和耐蚀性。结果表明，制备的复合膜层具有较高的结合力和优良的耐蚀性，可以显著提高镁合金的耐蚀性，为镁合金的实际应用提供了一种有效的方法。
六、参考文献
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[3]杨明，李云华，沈祥华.镁合金表面微弧氧化及其性能研究[J].材料工程，2016(5)：21-26.