镁合金与镀锌钢板上无铬化学转化膜处理方法主要有磷酸盐转化膜,钼酸盐转化膜,稀土盐转化膜,植酸转化膜,树脂混合钝化及磷化等,近年来的主要进展如下:
稀土盐
80年代中期,Hinton等人首先注意到稀土金属盐对铝合金的缓蚀作用,并依据进一步的研究结果,提出用稀土盐代替传统的铝合金铬酸盐钝化的可能性[6]。到目前为止,人们已经在铝、锌、镁、锡、铜或其合金以及碳钢和不锈钢等多种金属材料上制备得到了具良好的防腐蚀效果的稀土转化膜。金属上的稀土转化膜的形成过程一般可用阴极成膜机理来说明,当金属置于含稀土盐的溶液中时,阳极区发生金属的:M→Mn++ne,阴极区发生去极化剂O2或H+的还原:O2+2H2O+4e→4OH,2H++2e→H2。当溶液中含强氧化剂如H2O2[7]时,微阴极上还会发生H2O2的还原反应:H2O2+2e→2OH-。阴极上的这些还原反应均导致阴极区的OH-离子浓度增大,pH值升高。当反应达到一定程度,pH超过一定值后,稀土离子便发生水解,生成不溶性的氢氧化物或水合氧化物沉积出来,覆于金属表面,并随时间延长逐渐增厚,最终可形成厚度为0.1~0.5μm的稀土转化膜[8]。
M.A.Arenas等研究了镀锌钢板上铈盐的转化膜,膜浸泡在3.5%NaCl溶液中的结果表明,铈盐的膜层提供了有效的保护[9]。龙晋明等通过在Ce(NO3)3水溶液中对锌和电镀锌钢进行化学转化(钝化)处理,在试样表面形成了铈转化膜。结果表明,本实验得到的锌表面稀土转化膜主要是由CeO2、Ce2O2和ZnO组成的复合氧化物膜,铈转化膜的存在阻碍了锌在电化学腐蚀过程中的阴极反应和阳极反应,导致电荷传递电阻增大,腐蚀率降低。在一定条件下,铈转化膜对锌和镀锌钢的防蚀效果优于铬酸盐转化膜。J.T.Lu等研究了热镀锌钢板上的铈盐转化膜,发现膜层厚度随浸泡时间增加而增加,但是膜层增长太快容易生成裂纹,浸泡时间1小时膜层性能最好[10]。
LAmy等研究了纯镁和镁合金WE43上的铈盐、镧盐和镨盐三种稀土转化膜,发现都能对基材产生有效保护,这和产生的稀土金属和镁的氧化物以及氢氧化物有关[11]。M.F.Montemor等利用硝酸铈或者是硝酸镧改性的三乙氧基甲氧基硅烷对AZ31镁合金表面进行处理,发现与纯硅烷膜层相比,硝酸铈或者是硝酸镧可以抑制提高了膜层的耐蚀性,硝酸铈的效果更佳,它可以阻碍膜腐蚀区域的进一步扩大。
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