稀土盐应用于镁合金化学转化的研究进展

赵建，李丽

（河北工程大学机械与装备工程学院，河北 邯郸 056038）

在地球的轻金属元素中，镁蕴藏量丰富，在地壳中的占比约为 2.77%。镁在金属材料中密度最小，仅为1.74 g/cm³，具有质轻、延展性好、比强度高、导电性良好等特性[1]，因此在航空航天、导弹、汽车、建筑、医疗等领域被广泛使用[2-4]。但镁的化学性质很活泼，表面易氧化生成疏松多孔的膜，这种氧化膜不具备保护镁基体的能力，所以镁极易被腐蚀，这严重限制了镁及其合金的发展。在传统化学转化膜中，铬酸盐化学转化膜的综合性能最好[5]，但其中的六价铬对人体有害，已被限制使用；磷酸盐转化液排放会对水质有一定污染[6]；锡酸盐[7]和植酸[8]转化膜耐蚀性较差。稀土转化膜具有较好的耐蚀性，并且稀土转化膜的基本元素在地壳中含量高，转化液对环境友好，对人体无害，工艺简单，有望替代传统铬酸盐转化。

1 单一稀土化学转化

关于单一稀土盐化学转化的研究，主要集中在稀土元素的种类和浓度、转化工艺参数、添加剂的影响等方面[9-11]。其中以铈盐化学转化的研究居多，关于镧盐、钐盐、钇盐等化学转化的研究报道较少，铈盐转化与钇盐转化的成膜物质差异较小，钇盐为氧化物堆积成膜[12]，而铈盐转化膜以铈和镁的氧化物及镁化铈为主[13]。

朱绒霞等[14]采用由 3 g/L CeCl3·6H2O、5 g/L KMnO4、20 g/L NaCl和少量添加剂组成的溶液，在 25 °C下对航空用ZM-5镁合金进行铈盐转化，得到了完整的膜层，起到了很好的保护作用。周衡志等[15]研究了Ce(NO3)3浓度对AZ91镁合金铈盐转化的影响。……