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鎂合金的化學轉化膜功能介紹

◎鎂合金的表面轉化膜處理技術：就是通過一些化學與電化學的手段，使鎂合金表面與一定的介質發生化學反應而轉變成非金屬表面，如氧化膜或鹽膜等。

◎一旦鎂合金的表面轉化膜形成，鎂合金的表面就失去了活性並與腐蝕介質隔絕，從而使腐蝕速度降低。

◎當為後續塗層打底，以增強鎂合金基底與後續塗層間的結合力。

◎目前對鎂合金進行的表面處理的工藝主要有 : 化學轉化膜、陽極氧化、微弧氧化、表面塗層、電鍍等。

鎂合金的化學轉化膜分類

◎鉻酸鹽處理

◎磷化處理

◎無鉻化學處理

◎溶膠 – 凝膠化學處理

◎其他化學處理

鎂合金的鉻酸鹽處理

◎早期的鎂合金化學轉化技術一般是在酸性或中性的含六價鉻的溶液中進行，得到的表面膜常是含有鉻的氧化鎂。

◎鉻酸鹽處理的基本原理如下 : 在鉻酸鹽溶液中，由於鎂氧化溶解而析氫，鎂表面的pH值升高而生成一層含六價與三價鉻離子的膠狀薄層。膜中的六價鉻可溶，有緩衝效果，腐蝕時它被還原為不溶性的三價鉻離子而阻止腐蝕的進一步進行，所以鉻酸鹽處理得到的表面膜有一定的自癒能力。

◎鎂上的鉻酸鹽轉化膜有如下的結構 : 緊挨第一層主要為含二價鎂與三價鎂鉻的氫氧化物緊密層，其中主要為一多孔的Cr(OH)3，它是由底下緊密層中的Mg(OH)2被選擇性的溶解而來。降低這層的孔隙率可提高鉻酸鹽轉化膜的防腐能力；提高緊密層中的Cr(OH)3含量也可大大提高轉化膜的防護性。

鎂合金的磷化處理

◎磷化是取代有毒的鉻酸鹽處理的方法之一，處理過的表面可作油漆的基底。磷化本質上講是一種化學轉化，因為主要的化學反應是磷酸鹽在鎂表面發生反應生成難溶性磷酸鹽膜。具體的成膜處理是鎂合金與磷酸鹽水溶液反應放出氣體，使鎂合金表面局部pH值上升，從而使磷酸鹽在鎂表面發生沉積。

◎磷化液中加入Zn2+可大大加速磷化過程，它能形成不溶性的磷化鋅的晶核，促使磷化過程的開始，最終的磷化膜含有不溶性的磷化鋅。

◎在磷酸性溶液中加入高錳酸鹽可進一步提高表面膜的質量，並可得到對面漆有很好的黏附力的表面層。 

◎亞硝酸根離子在磷化液中主要起加速磷化作用，它作為氧化劑被環原，同時消耗氫離子而使溶液的pH值局部上升，進而促使不溶性的磷酸鹽在鎂表面沉積。

鎂合金的無鉻化學處理 - 鉬酸鹽轉化處理

◎鎂合金的無鉻化學處理，目前應用較多的主要是鉬酸鹽處理技術。該溶液含有鉬、鎢和釩等重金屬含氧酸的化合物，用含鋁的鎂合金與該溶液接觸，可在鎂合金表面上形成氧化膜。這樣形成的黑色轉化膜較厚，有較強的耐蝕性，但比較疏鬆，若膜形成以後用水或Na2CO3溶液洗滌至化學轉化膜上不再產生氣泡，耐蝕性將有一定程度的提高。

◎在鎂合金進行單一鉬酸鹽轉化處理得到的轉化膜較薄 ( 0.5 μm ~ 3.0μm)，且質脆多孔，一般只能作為裝飾及中間防護工序，並不能作為長期防腐保護膜。但如果與其他的鹽進行複配，則可能得到性能優良的轉化層。

鎂合金的無鉻化學處理 - 鉬酸鹽複合磷化膜

◎在磷化液中鉬酸鹽主要作為添加劑，作用是使磷化膜的結晶更加細緻，並可增加磷化膜上單質鋅的含量。這種鋅鉬系磷化膜與傳統的鉻酸鹽鈍化膜的性能比較。雖然鋅鉬系磷化膜的耐鹽霧時間不長，但若對鎂合金上的鈍化膜進行化學鍍鎳處理，耐鹽霧能力可以達到150h。

◎鎂合金的鉬酸鹽複合磷化膜實驗，使用AZ91D鎂合金，能夠形成這種鉬酸鹽複合磷化膜，是因為鉬酸鹽在酸性介質中具有氧化性，當鎂暴露在含有鉬酸鹽的磷化液中時，MgMoO42-吸附在金屬表面並與鎂發生反應生鉬和鎂的化合物MgMoO4。

鎂合金的溶膠 – 凝膠化學處理

◎溶膠 – 凝膠的成膜具有有機和無機化合物的網路結構，因此可以在鎂合金表面形成一層附著力很強、表面均勻的保護膜，該膜的生成對試樣表面要求不高，膜層有較好的耐磨合耐蝕性能。

◎溶膠 – 凝膠作為防腐膜已用於許多金屬材料上並在實驗室中得到很好的結果，經該方法處理的鎂合金在鹽水浸泡和鹽霧試驗中其耐蝕性可達1000h以上。

◎由於這類膜層的表面存在著微孔，這些微孔在腐蝕的環境中，提供了腐蝕介質浸入基體鎂合金表面通道。避免這一問題的方法是採用多層塗膜工藝，以填充、堵塞，減少這樣的腐蝕通道，提高耐蝕性能。

◎但是溶膠 – 凝膠膜不可太厚，因為成膜乾燥過程中，膜層會收縮，太厚時會開裂。另外，在該處理之前對鎂合金進行電化學氧化或化學轉膜處理，可以進一步提高耐磨和耐蝕性能。

鎂合金的其他化學處理

◎氟鋯酸鹽處理溶液，也能在鎂的表面生成一層三維聚合的準金屬氧化物轉化膜。這層膜可阻擋環境介質與鎂基底的接觸，加上電泳塗層與粉末塗層後，則可大大提高其抗腐蝕性。

◎將AZ91鎂合金與AM50鎂合金浸入到含 Ce 及H2O2的溶液中進行轉化處理，乾燥，再浸入處理，再乾燥，如此反覆地進行一段時間後，可在鎂合金表面得到Mg與Ce還有Al的氧化物與氫氧化物。該表面轉化層在含有氯離子硫酸鹽溶液中顯示出了較高的抗腐蝕能力。

◎一些有機溶液也能使鎂表面生成轉化膜，其耐蝕性比鉻酸鹽處理得還要好。還有，先用有機酸浸，而後在一烷矽化合物中生成的表面轉化膜，也有較好的耐蝕性和與有機塗層的結合力。