232 / 2021-04-12 17:56:50

轻合金表面功能性转化膜的研究

轻合金；转化膜；性能研究；拉曼光谱

轻合金成为装备轻量化的重要组成部分，其中以高性能铝合金和镁合金为主。合金元素的存在一方面提高了轻合金的综合机械性能，然而也是其腐蚀失效优先发生发展的主要原因。鉴于此，高效防腐且环保经济的表面处理工艺成为研究热点。六价铬转化膜是最传统也是最成功的轻合金表面转化膜技术，但是六价铬物质剧毒致癌，因此欧盟RoHS和美国OSHA组织已经禁止六价铬工艺的商业化使用。近年来，三价铬转化膜因低毒环保且高效耐蚀被视作最具前景的替代工艺，其成膜机理及工艺优化成为研究新热点。

本人结合电化学及拉曼光谱等研究了铝合金、镁合金表面三价铬转化膜耐蚀性能及铬酸盐价格变化机制，提出了痕量六价铬物质拉曼检测及分析的方法。其中，镁合金AZ91D表面转化膜存在890 cm-1六价铬特征峰，而铝合金表面转化膜的六价铬物质谱峰位置为866 cm-1。这是由于镁和铝的氢氧化物对六价铬物质Cr(VI)-O分子键的影响。此外，项目组利用原位拉曼-电化学反应池检测到腐蚀溶液对六价铬物质的产生存在促进作用，这也印证了三价铬转化膜具有自修复腐蚀缺陷的功能。