AZ31B镁合金表面KH550硅烷膜耐蚀性能研究

马全森　邹忠利　谭青文

【摘 要】本文在AZ31B镁合金表面采用KH550硅烷半水解溶液进行涂覆成膜，用于增强其耐蚀性。鹽水浸泡试验和电化学测试结果显示，KH550硅烷膜在AZ31B镁合金表面能够形成一层致密的保护层阻止外界腐蚀介质的侵入，有效地提高了其耐蚀性。

【关键词】镁合金；硅烷膜；耐蚀性

中图分类号： TG174.4 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）34-0069-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.34.027

Corrosion Resistance of KH550 Silane Film on AZ31B Magnesium Alloy

MA Quan-sen ZOU Zhong-li TAN Qing-wen

（School of Materials Science and Engineering， North Minzu University， Yinchuan Ningxia 750021， China）

【Abstract】In this paper， KH550 silane semi-hydrolysis solution was used to coat AZ31B magnesium alloy to enhance its corrosion resistance.The results of salt water immersion test and electrochemical test show that KH550 silane film can form a dense protective layer on AZ31B magnesium alloy surface to prevent the invasion of external corrosion media and effectively improve its corrosion resistance.

【Key words】Magnesium alloy； Silane film； Corrosion resistance[4]。本文选用γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）作为主要成膜物质，在AZ31B镁合金表面进行浸渍成膜，采用盐水浸泡和电化学工作站对不同镁合金试样进行了测试，考察其耐蚀性能。本文的研究对于镁合金表面新型防护技术具有明显的科学意义和实践应用价值。

1 实验方法

1.1 镁合金板预处理

试验采用板材AZ31B镁合金，尺寸为2cm×4cm×0.1cm。试样首先在碱性除油液中进行脱脂除油，水洗后酸性除锈，再次用蒸馏水漂洗干净。

1.2 硅烷半水解溶液和硅烷膜的制备

硅烷偶联剂使用乙醇和水作为混合溶剂按比例配制，在一定温度和pH值下进行水解，最终得到硅烷KH550的半水解溶液。将表面洁净的AZ31B镁合金采用浸渍提拉法进行涂膜，提拉速度为3cm/s，然后甩干后在120℃进行烘干处理，时间30min。

1.3 测试方法

试验采用金相显微镜观察膜层的表观形貌；盐水浸泡试验：全浸时试片表面距液面2cm，温度为20℃，最后清洗试片，记录试片表面腐蚀情况。试验步骤方法参照国家标准GB/T10124—88《金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验方法》；采用上海辰华的CHI660E电化学工作站进行测试，测试溶液为室温条件下的3.5%NaCl溶液，采用三电极体系，以AZ31B镁合金为工作电极，铂片作为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极，测试面积为1cm2。

2 结果与讨论

2.1 浸泡实验结果

试验采用盐水浸泡法测试了AZ31B镁合金经过硅烷处理前后试样在3.5%NaCl溶液中浸泡12小时的耐蚀性能，表观形貌照片如图1所示。

由图可知，经过硅烷处理后的镁合金试样经过12小时盐水浸泡仅仅出现少许点蚀，而空白镁合金试样出现了大片的腐蚀，说明硅烷处理后试样耐蚀性能相对于处理前耐蚀性能有了明显提升。

2.2 电化学测试结果

试验使用电化学工作站对处理前后镁合金的耐蚀性进行了测试，测得的Tafel极化曲线如图2所示。由图可知，经过硅烷处理的镁合金试样腐蚀电位（Ecorr）与空白镁合金腐蚀电位（Ecorr）变化不大，说明有机硅烷对镁合金不具有缓蚀的作用，对镁合金的腐蚀电位并没有多大影响；经过CHI660E工作站软件分析知，硅烷处理后的镁合金腐蚀电流密度（jcorr）比空白试样的腐蚀电流密度降低了16倍。这说明经过硅烷液处理的镁合金耐腐蚀性能得到了明显地提升。究其原因在于镁合金表面的硅烷膜是一层致密的有机膜，它可以起到一定的屏蔽作用，这层保护层，可以抑制腐蚀介质的侵入，同时阻止基体表面镁合金的溶解。

3 结论

硅烷偶联剂KH550作为一种常见硅烷偶联剂，经过适当的水解处理后可以在AZ31B镁合金表面形成一层透明膜层。通过盐水浸泡试验和电化学测试结果表明，经过硅烷处理后的镁合金试样耐蚀性相对于空白试样有了显著地提升。

【参考文献】

[1]訾炳涛，王辉.镁合金及其在工业中的应用[J].稀有金属，2004，28（1）：229-232.

[2]王敬丰，覃彬，吴夏，等.镁合金防腐蚀技术的研究现状及未来发展方向[J].表面技术， 2008， 37（5）：71-74.

[3]危少景，魏亮新.合金元素对镁合金性能影响[J].科技视界，2013（26）：499-500.

[4]邹忠利，马金福.镁合金表面有机硅烷膜掺杂改性的研究进展[J].材料保护，2014，47（6）：45-47.