镁合金表面陶化膜的制备及耐蚀性研究

杨天园，宋影伟，董凯辉，陈荣石，韩恩厚

（1.中国科学院金属研究所 核用材料与安全评价重点实验室，沈阳 110016；2.中国科学技术大学 材料科学与工程学院，合肥 230026）

镁合金作为最轻的金属结构材料，在汽车、航空航天和通讯等领域的应用日益广泛[1-2]。但由于镁的化学性质活泼，耐蚀性差，其腐蚀问题越来越受到人们的关注。镁合金的腐蚀防护措施主要包括有机涂覆、化学镀、化学转化膜、微弧氧化等。其中，化学转化法具有操作简单、成本低、能耗低等优点，可以作为一种表面预处理手段，与后续有机涂层结合使用，在镁合金的表面防护领域占据重要地位[3-7]。在转化膜的发展过程中，铬酸盐转化膜由于毒性大、致癌等问题，逐渐被磷酸盐转化膜替代。但由于磷酸盐转化膜处理液不易控制，且磷化产生的废水会使水体富营养化，对环境仍具有一定危害性，使得磷化膜的工业应用也受到了限制。为了替代磷化膜，在铝合金、镀锌钢表面已经发展了新型的陶化膜[8-11]。

陶化膜属于化学转化膜的一种，是以氟锆酸为基础的前处理技术，它能在清洁的金属表面形成一层以无定形态氧化锆为主的陶瓷层。与传统磷化膜相比，其优势在于：不含磷铬酸盐，废水处理简单，同时药剂用量少，生产效率高；反应在常温下进行，不需加热，减少能源消耗，降低了生产成本[12-16]；膜层的阻隔性强，并与金属氧化物及后续的有机涂层具有良好的结合力，能显著提高金属基材的耐腐蚀性，是一种具有光明应用前景的预处理技术。……