稀土在镁合金钝化中的应用(3)
1.2 镁合金表面处理
镁处在元素周期表第三周期第二族，其化学性质十分活泼，暴露在空气中或是潮湿的环境中很容易发生氧化反应从而生成一层氧化膜，但是这层氧化膜不能阻止氧气等气体的进一步反应，同时对金属本身并没有起到有效的保护作用。此外，镁的标准电极电位为-2.37V，这是常用金属结构材料中最低的，当与其他金属接触时，易发生电偶腐蚀从而加速溶解腐蚀，这些最终都成为镁合金应用到工业中急需处理的关键问题。为了进一步提高镁合金的使用性能，扩大镁合金的应用范围，除了开发高纯镁或新型镁合金之外，运用适当的表面处理技术以提高其耐蚀性也是一种非常有效的方法。目前所主要研究出并应用的处理技术有化学法处理、阳极氧化处理、微弧氧化、有机涂层及金属涂层等。
1.2.1 镁合金化学法处理
与自然氧化膜相比较，镁合金化学转化膜[1]具有较好的防腐蚀效果。化学法主要利用浸泡或喷液法，使金属与介质界面发生化学反应，在金属表面形成一层化合物膜，从而起到保护基体材料的作用。化学法处理方法形成的膜层均匀，工艺简单。目前镁合金化学法处理技术研究较多的是铬酸盐处理和磷酸盐处理。
（1） 铬酸盐处理
铬酸盐处理即用铬酸盐或重铬酸盐水溶液进行化学转化处理，这是目前较为成熟、应用面最多的表面处理方法。在铬酸盐处理的成膜过程中，金属表面的镁原子先溶于水溶液中，形成二价镁离子，然后镁离子与溶液中的铬酸根离子发生反应，在金属表面沉积一层6价与3价铬酸盐和基体金属化合物的胶状混合物，主要组成为Cr2O3•nCrO3•mH2O、Mg(CrO2)2、MgO、Al2O3、MnO[2]等，其主要反应方程式如下：
（1.2.1）
这层胶状混合物在基体与环境之间形成阻挡层，起到保护作用。且铬酸盐转化膜拥有自我修复功能，其在未失去结晶水时，具有吸湿性能。当其表面受损时，会吸水膨胀，从而达到保护基体的目的。
镁合金的铬酸盐处理具有方便、高耐蚀性的特点，在如今工业中的广泛应用，其处理方法为浸泡法，主要成膜机理是铬酸盐与镁合金表面发生反应，通过自身的反应形成氢氧化镁和铬的化合物，而生成的此化合物会对镁合金基体起到保护的作用。
来自美国化学品Dow公司开发的一种 Dow7 的工艺，其工艺钝化液中主要含铬酸钠以及氟化镁。转化过程中镁合金表面会发生析氢反应，镁合金表面的pH值随着析氢反应的进行而升高，生成一层含吹冰价铬和三价铬的胶状薄膜层，这种膜层干燥后即对基体表现出保护作用。虽然铬酸盐转化是众多转化技术中较为成熟的一种，并且耐蚀性较高，但是 Cr6+毒性大，危害着人体的健康，且对环境会造成很大污染，其废液处理成本也非常高。因此未来化学转化处理的研究方向应为无铬钝化。
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