Vol.27 No.2 刘元刚等：镁合金微孤氧化一涂装体系的研究 ·215· 160000 120000 1一阳极微弧纸化膜 2一阴极微弧氧化膜 80000 40000 0 20 40 60 80 20M) 图2阴、阳极微弧氧化膜的X射线衍射谱 (a)微弧氧化膜 (b)溶胶凝胶 Fig.2 XRD spectra of anode and cathode microare oxidation films 度m.CO2则是很好的稀土元素氧化物，可提高 膜层的耐腐蚀性.由于在阴极和阳极生成的微 弧氧化膜具有类似的形貌、厚度和组成，故在后 文中不再加以区分. 22镁合金微弧氧化涂装试样的盐雾实验分析 表1为微弧氧化膜三种涂装试样的覆盖层总 厚度，三种涂装模式均不同程度地提高了试样表 面稷盖层的厚度，以有机涂层最显著：溶胶凝胶 涂装的厚度增大幅度略高于有机硅覆盖层.微弧 (c)有机涂层 (d有机硅 图3微弧氧化膜及其三种涂装试样在盐雾实验336h以后的 氧化及三种涂装试样出现第一个腐蚀点的时间 照片 依次为：微弧氧化4h,溶胶凝胶60h,有机硅224 Fig.3 Pictures of a microarc oxidation film and its three post-co- h,而有机涂层涂装试样336h后仍未出现腐蚀 ating samples tested in salt spraying experiment for 336 h:(a) 点，可见，经微弧氧化的镁合金抵抗中性盐雾的 microare oxidation;(b)sol-gel post-coating;(c)organic post-coat- ing;(d)organic silicate post-coating 能力还是很有限的，而经过涂装的镁合金微弧氧 化膜的耐盐雾腐蚀性能得到显著提高.336h中 相比无明显变化， 性盐雾实验后取出所有微弧氧化及其涂装试样， 微弧氧化膜试样经过涂装，耐蚀性得到提 用流动水轻轻清洗以除去表面的残留物并用吹 高，特别是在微弧氧化膜上涂覆环氧底漆和聚氨 风机吹干，室内千燥1h.图3为336h盐雾实验后 酯丙烯酸面漆后，能够承受336h的中性盐雾实 微弧氧化膜及其三种涂装试样的表面照片.可 验而不发生腐蚀，表明以微弧氧化膜作基底，表 见，336h盐雾实验后微弧氧化膜表面涂覆溶胶 面涂覆有机涂层可以对镁合金提供有效保护，是 凝胶覆盖层的试样出现了丝状腐蚀条纹，但数量 一种优良的镁合金的防护体系， 和尺寸较微弧氧化膜少很多：微弧氧化膜表面涂 2.3镁合金涂装体系在盐雾实验中的EIS分析 覆有机硅的试样，只出现了几个较大面积的腐蚀 为了进一步研究微弧氧化膜作为涂装基底 坑，膜层的整体形貌没有被破坏；微弧氧化膜表 对镁合金所提供的保护作用，对不同盐雾时间 面涂覆有机涂层的试样未出现腐蚀点，和实验前 (36h,120h,240h,480h)的镁合金/有机涂层、镁 合金/铬酸盐转化膜/有机涂层、镁合金/微弧氧化 表1微弧氧化膜三种涂装试样的覆盖层总厚度 Table I Whole thickness of post-coating coverings of three micro- 膜/有机涂层试样的交流阻抗谱进行分析.发现 are oxidation specimens m 盐雾实验前，各试样在Nyquist图上表现为一条 覆盖层1234567平均值 垂直于实轴的直线（未示出），表明此时各试样表 有机涂层45494845495047 47.6 面介电状态相当于纯电容，对金属基体起到很好 溶胶凝胶354138 42404342 40.2 的保护作用；盐雾36h时阻抗谱开始偏离纯电容 有机硅393938 43363435 37.7 行为，镁合金/有机涂层与镁合金/铬酸盐转化膜/、 、 〕1 . 2 7 N o . 2 刘元 刚等 : 镁合 金微 弧氧 化 一 涂 装体 系 的研 究 一 2 1 5 - 图 2 阴 、 阳极 微 弧氧 化膜 的 X 射线 衍射 谱 iF .g 2 X R D s P e c t r a o f a n o d e a n d e a t h o d e m i e or a r e o x id a ti o n if lm s 度 〔17] . C e O : 则 是 很好 的稀 土 元 素氧 化 物 , 可提 高 膜层 的耐腐 蚀 性【, 8] . 由于 在 阴极 和 阳极 生 成 的微 弧氧 化 膜具 有 类似 的形 貌 、 厚 度 和组 成 , 故在 后 文 中不 再加 以区 分 . 2 .2 镁 合金 微 弧氧 化 涂 装试 样 的 盐雾 实验 分 析 表 1 为微 弧氧 化膜 三种 涂装试 样 的覆 盖层 总 厚度 , 三 种涂 装模 式 均不 同程 度地 提 高 了试样 表 面 覆盖 层 的厚 度 , 以有 机 涂层 最 显著 ; 溶胶凝 胶 涂装 的厚度 增大 幅度 略 高于有 机硅 覆 盖层 . 微 弧 氧 化及 三 种 涂 装试 样 出现 第 一 个 腐蚀 点 的 时间 依 次为 : 微 弧 氧 化 4 h , 溶胶凝 胶 60 h , 有 机 硅 2 24 h , 而 有 机 涂 层涂 装试 样 3 36 h 后仍 未 出现 腐 蚀 点 . 可 见 , 经 微 弧氧 化 的镁 合 金 抵抗 中性 盐雾 的 能力 还 是很有 限的 , 而经 过涂装 的镁 合金 微弧 氧 化膜 的耐 盐雾 腐蚀 性 能 得 到显 著提 高 . 3 36 h 中 性盐 雾 实验后 取 出所 有微 弧氧 化及 其 涂装 试样 , 用 流动 水 轻 轻 清洗 以除去 表 面 的残 留物 并 用 吹 风机 吹 干 , 室 内干 燥 l h , 图 3 为 3 36 h 盐 雾 实验 后 微 弧氧 化 膜 及 其 三种 涂 装 试 样 的表 面 照 片 , 可 见 , 3 36 h 盐雾 实验 后 微 弧氧 化 膜表 面 涂 覆溶 胶 凝胶覆盖 层 的试样 出现 了 丝状 腐蚀 条 纹 , 但数 量 和尺 寸较 微 弧氧化 膜 少很 多 ; 微 弧氧 化膜 表面 涂 覆有 机硅 的试 样 , 只 出现 了几个较 大 面积 的腐 蚀 坑 , 膜 层 的整 体 形貌 没 有 被破 坏 ; 微 弧 氧化 膜 表 面涂 覆 有机涂 层 的试 样 未 出现 腐蚀 点 , 和实 验前 图 3 微弧 氧化膜 及 其 三种 涂装 试样 在盐雾 实验 3 36 h 以 后 的 照片 iF g . 3 p i e t u er s o f a m i c or a cr o x id a d o n if lm a n d i如 亡h代 e P o s 卜e 小 a tin g s a m P l e s t e s t e d i n s a l t s p r a y i n g e x P e r im e n t fo r 33 6 h : ( a ) m i e or a r e o x i d a it o n ; 伪) 5 0 1 一 g e l P o s t 一 c o a ti n g: c( ) o r g a n i c p o s t 一 c o a -t i n g ; ( d ) o r g a n i c s il e a t e P o s t 一 e o a ti n g 表 1 微弧 氧 化膜三 种涂 装试 样的覆 盖层 总厚 度 aT b l e 1 Wh o l e t h i c k n e s s o f P o s -t e o a it n g c vo e r i n g s o f th er e m i e r o - a cr o x id a t i o n s P e e i m e n s 户n l 覆 盖层 1 2 3 4 5 6 7 平 均值 有 机涂层 4 5 4 9 4 8 4 5 4 9 5 0 4 7 4 7 石 溶胶 凝胶 3 5 4 1 3 8 4 2 4 0 4 3 4 2 4 0 . 2 有机硅 3 9 3 9 3 8 4 3 3 6 3 4 3 5 37 7 相 比 无 明显 变 化 . 微 弧氧 化 膜 试 样 经 过 涂 装 , 耐 蚀 性 得 到提 高 , 特 别 是在 微 弧氧化 膜 上涂 覆环 氧底 漆和 聚氨 酷丙 烯 酸面 漆 后 , 能够 承 受 3 36 h 的 中性盐 雾 实 验而 不 发生 腐 蚀 , 表 明 以微 弧 氧化 膜 作基 底 , 表 面 涂覆 有 机涂 层可 以对 镁 合金 提供 有效 保护 , 是 一种 优 良的镁 合金 的防护 体 系 . .2 3 镁合 金 涂装 体 系 在 盐雾 实验 中的 E IS 分 析 为 了进 一 步 研 究 微 弧 氧 化 膜 作 为涂 装基 底 对 镁 合 金 所 提 供 的保 护 作 用 , 对 不 同盐 雾 时 间 ( 36 h , 12 0 h , 2 4 0 h , 4 80 h ) 的镁合 金 /有 机涂 层 、 镁 合金 /铬 酸盐 转化 膜 /有机 涂 层 、 镁合 金 /微 弧氧 化 膜 /有机 涂 层试 样 的交流 阻抗谱进 行分 析 . 发现 盐雾 实 验前 , 各试 样在 N y qul st 图上 表 现为 一 条 垂直 于 实轴 的直 线 ( 未 示 出) , 表 明 此时 各试 样 表 面介 电状 态 相 当于纯 电容 , 对 金属 基体 起 到很 好 的保 护 作用 ; 盐雾 36 h 时阻 抗谱 开 始偏 离纯 电容 行 为 , 镁 合 金 /有机 涂 层与镁 合 金 /铬酸 盐转化膜 /