西安交大發(fā)明鎂合金防腐蝕新技術(shù)
編輯：2025-08-20 10:12:29
如何在鎂合金表面制備出兼顧腐蝕防護(hù)、高強(qiáng)韌性的牢固的保護(hù)膜層，是困擾鎂合金行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。近日，西安交通大學(xué)成功地在微納尺度鎂合金表面制備出致密、強(qiáng)韌和牢固的納米級(jí)保護(hù)層，為研制新型高強(qiáng)韌耐蝕鎂合金提供了全新的技術(shù)思路。
腐蝕防護(hù)是鎂合金行業(yè)的核心課題之一。盡管現(xiàn)有技術(shù)可以制備出抗蝕性良好的防護(hù)膜層，但這類(lèi)膜層往往比較脆，容易在服役過(guò)程中破碎和脫落。此項(xiàng)目的目標(biāo)就是從化學(xué)反應(yīng)的基本原理出發(fā)，研發(fā)可在鎂合金表面長(zhǎng)出致密、強(qiáng)韌和牢固的防腐層的新技術(shù)。
三年前，他們了解到用來(lái)生產(chǎn)金屬鎂的原材料礦石——碳酸鎂本身就是一種高強(qiáng)度、耐腐蝕的物質(zhì)。提出了在鎂合金表面制備納米級(jí)碳酸鎂膜來(lái)實(shí)現(xiàn)腐蝕防護(hù)的想法。碳酸鎂可以由二氧化碳和氧化鎂反應(yīng)生成，但該反應(yīng)的發(fā)生至少需要400℃，而多數(shù)鎂合金很難承受這么高的溫度。問(wèn)題的關(guān)鍵是找到活化二氧化碳的辦法，使其更容易與氧化鎂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
他們利用電子束輻照技術(shù)，成功地讓二氧化碳在室溫下與鎂合金表面的原生氧化層或腐蝕產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)，生成一層致密、牢固的納米級(jí)碳酸鎂層。實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明，這種納米膜可使測(cè)試樣品的腐蝕電流降低約三個(gè)數(shù)量級(jí)，自腐蝕電位降低約一倍。與此同時(shí)，長(zhǎng)有這種納米膜的微納尺度樣品的屈服強(qiáng)度提升了近兩倍，連續(xù)變形能力提升了五倍，抗氧化溫度提升了200℃。這種方法簡(jiǎn)單易行、綠色環(huán)保，為新型耐腐蝕鎂合金的研制提供了全新的技術(shù)思路。