AZ31B鎂合金表面KH550硅烷膜耐蝕性能研究

馬全森　鄒忠利　譚青文

【摘 要】本文在AZ31B鎂合金表面采用KH550硅烷半水解溶液進行涂覆成膜，用于增強其耐蝕性。鹽水浸泡試驗和電化學測試結果顯示，KH550硅烷膜在AZ31B鎂合金表面能夠形成一層致密的保護層阻止外界腐蝕介質的侵入，有效地提高了其耐蝕性。

【關鍵詞】鎂合金；硅烷膜；耐蝕性

中圖分類號： TG174.4 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）34-0069-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.34.027

Corrosion Resistance of KH550 Silane Film on AZ31B Magnesium Alloy

MA Quan-sen ZOU Zhong-li TAN Qing-wen

（School of Materials Science and Engineering， North Minzu University， Yinchuan Ningxia 750021， China）

【Abstract】In this paper， KH550 silane semi-hydrolysis solution was used to coat AZ31B magnesium alloy to enhance its corrosion resistance.The results of salt water immersion test and electrochemical test show that KH550 silane film can form a dense protective layer on AZ31B magnesium alloy surface to prevent the invasion of external corrosion media and effectively improve its corrosion resistance.

【Key words】Magnesium alloy； Silane film； Corrosion resistance[4]。本文選用γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）作為主要成膜物質，在AZ31B鎂合金表面進行浸漬成膜，采用鹽水浸泡和電化學工作站對不同鎂合金試樣進行了測試，考察其耐蝕性能。本文的研究對于鎂合金表面新型防護技術具有明顯的科學意義和實踐應用價值。

1 實驗方法

1.1 鎂合金板預處理

試驗采用板材AZ31B鎂合金，尺寸為2cm×4cm×0.1cm。試樣首先在堿性除油液中進行脫脂除油，水洗后酸性除銹，再次用蒸餾水漂洗干凈。

1.2 硅烷半水解溶液和硅烷膜的制備

硅烷偶聯劑使用乙醇和水作為混合溶劑按比例配制，在一定溫度和pH值下進行水解，最終得到硅烷KH550的半水解溶液。將表面潔凈的AZ31B鎂合金采用浸漬提拉法進行涂膜，提拉速度為3cm/s，然后甩干后在120℃進行烘干處理，時間30min。

1.3 測試方法

試驗采用金相顯微鏡觀察膜層的表觀形貌；鹽水浸泡試驗：全浸時試片表面距液面2cm，溫度為20℃，最后清洗試片，記錄試片表面腐蝕情況。試驗步驟方法參照國家標準GB/T10124—88《金屬材料實驗室均勻腐蝕全浸試驗方法》；采用上海辰華的CHI660E電化學工作站進行測試，測試溶液為室溫條件下的3.5%NaCl溶液，采用三電極體系，以AZ31B鎂合金為工作電極，鉑片作為輔助電極，飽和甘汞電極為參比電極，測試面積為1cm2。

2 結果與討論

2.1 浸泡實驗結果

試驗采用鹽水浸泡法測試了AZ31B鎂合金經過硅烷處理前后試樣在3.5%NaCl溶液中浸泡12小時的耐蝕性能，表觀形貌照片如圖1所示。

由圖可知，經過硅烷處理后的鎂合金試樣經過12小時鹽水浸泡僅僅出現少許點蝕，而空白鎂合金試樣出現了大片的腐蝕，說明硅烷處理后試樣耐蝕性能相對于處理前耐蝕性能有了明顯提升。

2.2 電化學測試結果

試驗使用電化學工作站對處理前后鎂合金的耐蝕性進行了測試，測得的Tafel極化曲線如圖2所示。由圖可知，經過硅烷處理的鎂合金試樣腐蝕電位（Ecorr）與空白鎂合金腐蝕電位（Ecorr）變化不大，說明有機硅烷對鎂合金不具有緩蝕的作用，對鎂合金的腐蝕電位并沒有多大影響；經過CHI660E工作站軟件分析知，硅烷處理后的鎂合金腐蝕電流密度（jcorr）比空白試樣的腐蝕電流密度降低了16倍。這說明經過硅烷液處理的鎂合金耐腐蝕性能得到了明顯地提升。究其原因在于鎂合金表面的硅烷膜是一層致密的有機膜，它可以起到一定的屏蔽作用，這層保護層，可以抑制腐蝕介質的侵入，同時阻止基體表面鎂合金的溶解。

3 結論

硅烷偶聯劑KH550作為一種常見硅烷偶聯劑，經過適當的水解處理后可以在AZ31B鎂合金表面形成一層透明膜層。通過鹽水浸泡試驗和電化學測試結果表明，經過硅烷處理后的鎂合金試樣耐蝕性相對于空白試樣有了顯著地提升。

【參考文獻】

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