耐蚀性和耐久性的疏水性表面上形成镁合金涂上纳米氧化铈电影和氟硅烷分子在腐蚀性氯化钠水溶液
一．摘要
防腐性能和耐久性的疏水性表面涂以镁合金纳米氧化铈电影和fluoroalkylsilane分子在腐蚀性氯化钠水溶液是探讨利用电化学技术和控制行为角度测量。疏水性表面的耐久性在腐蚀性5重量%氯化钠水溶液阐明。防腐性能的疏水性表面上形成镁合金估计通过电化学阻抗谱(EIS)测量。EIS测量和适当的等效电路模型揭示了疏水性表面的耐腐蚀性能显著改善镁合金AZ 31。美国社会检测和材料(TM)标准D 3359 02横截胶带测试进行探讨粘连的疏水性膜对镁合金表面。腐蚀形成机制的疏水性表面上形成镁合金还提议。
2.引言:一个疏水性表面有水接触角超过150,在自然界中,有许多生物与疏水性表面,和一个荷叶是一个很有代表性的疏水性表面。莲花叶有一个腊状组件和表面粗糙度在纳米尺度微观和。腊状的组件提供了疏水性的荷叶表面由于低表面能和表面粗糙度增强了疏水程度。这两个因素,即。、低表面能和表面粗糙度,创建疏水性表面的财产。这些结果从自然世界提供一个指导构建人工疏水性表面和表面润湿性可控的设计。疏水性表面被人为地创造了各种材料的表面如聚合物、金属氧化物和金属和特别感兴趣在学术和工业领域,由于他们的自清洗和抗粘着属性。
最近,疏水性的疗法已经用于各种工程材料的表面,如钢铁、铜、锌和铝,以提高他们的腐蚀性能,因为他们可能会提出一个解决长期问题的环境污染和腐蚀的金属和金属合金。刘和同事开发了一个简单的方法来制造一个疏水性表面铜基体上与n十四酸和揭示了在海水耐蚀性能的电化学测量。沈从文和刘报道相对容易的化学腐蚀的方法来制作疏水性表面上多晶金属和铝及其合金,分别。他等。捏造一个疏水性表面上通过修改肉豆蔻酸铝阳极氧化膜的耐蚀性能,估计通过电化学阻抗谱。根据电化学测试的结果,他们得出结论,极大地改善了疏水性表面耐腐蚀的铝。通过这种方式,一个疏水性表面已被证明是有效的改善工程材料的耐蚀性。 镁及镁合金方面表现出优越的物理和机械性能如高刚度/重量比,良好的铸造性能,良好的振动和冲击吸附和高阻尼容量。镁合金的,因此,将是一个很好的材料,减少车辆的重量,降低燃料消耗,减少二氧化碳排放;然而,极低的耐腐蚀的财产镁合金限制大规模使用向各种应用程序。镁合金的接触与水引起的腐蚀镁合金的反应。压低进步的腐蚀,它能有效抑制镁合金的与水接触。一个可能是一种很有前途的疏水性处理技术来提高防腐性能,因为它能够抑制表面的接触与水和环境湿度由于疏水性属性。然而,很少有伪造的报告在镁合金表面疏水性。梁等人首次展示了伪造的疏水性表面的镁合金微弧氧化预处理其次是化学改性。然而,他们没有估计耐蚀性和化学稳定性在腐蚀介质。江泽民等人也报道了制造一个bioinspired疏水性表面上MgLi合金的化学腐蚀,其次是萤石oalkylsilane(FAS)修改。他们估计d防腐性能之间的关系,通过检查时间暴露在空气和水接触角变化的静态疏水性表面的Mg李合金。表面显示稳定的疏水性属性三个多月在大气条件。然而,表面不暴露于腐蚀性环境如氯化钠水溶液。在氯化钠溶液被用作水溶液促进腐蚀反应。因此,耐蚀性和耐久性的配角rhydrophobic表面尚未公布。最近,我们成功地制造了一个对AZ31镁合金表面疏水性由一个简单的浸渍过程在室温下在很短的时间内使用纳米氧化铈和FAS分子。然而,耐蚀性和耐久性的疏水性表面上对AZ31镁合金在腐蚀性氯化钠水溶液尚未被调查。特别是,解吸行为的FAS分子和降解纳米氧化铈的电影在腐蚀性氯化钠水溶液是未知的。一般来说,氯化钠水溶液作为腐蚀性介质。因此,这是非常重要的,揭示了耐久性的疏水性表面的腐蚀氯化钠水溶液因为效应的疏水性表面对耐腐蚀是下降了一半,如果耐久性的疏水性表面会低。
在本文中,我们报告的耐腐蚀性能和耐久性的疏水性表面涂以镁合金纳米氧化铈电影和fluoroalkylsilane分子在腐蚀性氯化钠溶液使用电化学和接触角测量。此外,该行为对解吸的FAS分子和降解纳米氧化铈的电影在腐蚀性氯化钠水溶液也调查了。
2.实验过程:对AZ31镁合金(组成:2.98%,0.88%,0.38%的锌铝锰,0.0135%的硅,0.001%,0.002%,0.0027%的铜镍铁,其余的是Mg),厚度为1.5 mm被用来作为衬底。来超声清洗绝对乙醇10分钟。清洁后,来与惰性Ar气干。镁合金基体的清洗沉浸于50毫升蒸馏水含有1.086克的硝酸铈六水合(Ce(三)336 h2o)。溶液的pH值测量是在室温下约4.5。解决方案是用电磁搅拌器搅拌在一个旋转的100 rpm在浸为20分钟。在浸,样本彻底在绝对乙醇清洗。最后,洗样本沉浸在40毫升的甲苯溶液包含400的μL FAS化合物(CF2)7 CH2CH2Si(OCH3)3)和40μL的摘要利用四-(trimethylsiloxy)钛((CH3)3 sio)4 ti)(TTST)为30分钟。TTST分子被用作催化剂以促进水解和/或聚合的FAS分子。样本然后清洗绝对乙醇超声在10分钟使用超声波清
洁与频率为50 kHz。
表面的形态之前和之后获得的样本沉浸在5重量%氯化钠水溶液观察了场发射扫描电子显微镜(fe sem,s501)的基础上液滴测量方法与水的2μL滴体积。这个动态水接触角的疏水性表面被决定使用超纯水,添加和退出这个下降,分别。所有的测量的润湿特性在空气中进行298 k的耐用性疏水性吗
表面在5重量%氯化钠水溶液估计通过调查变化之间的关系在静态水接触角和时间进化浸泡后的样品在解决方案。静水接触角的测定样品表面在迪引导fi ve点后的样品沉浸在氯化钠水溶液为一个常数时间。测量后,样本与冲洗超纯水然后沉浸在解决方案。这些程序被多次执行。XPS测量的进行使用Mg基米-雷克南(1253.6 eV)辐射在12和10 kV马英九在纠夫ff角90年的。所有的结合能的光谱进行了修正使用标准结合能的C 1 s峰(284.6 eV)作为参考。所有的电化学测量了在5.0重量%氯化钠水溶液,pH值为6.2,在室温下,使用计算机控制的稳压器(普林斯顿大学的应用研究,VersaSTAT3)在开路条件。疏水性表面形成的对AZ31镁合金和铂板被用作工作和计数器电极,分别。工作电极被设置在一个自制的持有人由Te fl用圆形窗口的区域是0.785厘米2。自制的细节描述持有人在其他地方。一个饱和甘汞电极(SCE)被用来作为参比电极。参考电极附近的设置圆形窗口。疏水性表面上形成的对AZ31衬底都沉浸在氯化钠溶液为30到180分钟,允许该系统是稳定的,和动电位极化曲线随后被测量对于开放封闭原则(OCP在扫描速度吗0.5 mV / s从400年到800年þmV。电化学阻抗光谱(EIS)进行测量的频率范围在0.1赫兹和100 kHz,用正弦信号的perturba-tion 10 mV,每十年8分。所有的样品都沉浸在30分钟内所有的阻抗测量之前。这个实验EIS光谱解释基于等效电使用这个程序类似Zplot 2.0得到拟合参数。
附着力测试的疏水性底片的镁合金进行根据ASTM D 3359 b 02。刀具与叶片是fi tted包含5齿间距1.0毫米分开。这个切割工具被用来将横切的模式在ca。90的角度通过涂层。la 26磁带被应用到切割面和用橡皮擦铅笔来确保良好的年底接触底片,90年代之后,然后拆除。
3.结果与讨论:制造的疏水性表面在镁合金。在以前的研究中,XRD概要的显示这个浸没的镁合金在硝酸铈六水合水溶液归纳形成铈氧化物e,和所有的电影在这个研究造价泰德XRD展出配置文件类似于一个以前的报告。见图1 a,宽阔的五个山峰在大约2θ= 28.5,33.1、47.
5、56.3和76.7都被分配了1
11、200、220年,311年和331年衍射峰的氧化铈的立方阶段基于JCPD年代数据(卡没有。43 1002)。其他高峰是由于镁合金基体。图1 b显示了一个FESE M的形象dcerium纳米结构氧化物覆盖着FAS分子。像图1中清楚地看到b,表面有nanosheets对齐相当陡峭的角相对到表面。nanosheets展出的一个边缘的长度范围约为200 nm到1μm和厚度为2050海里。在组图1 b显示了水滴的行为样品表面。活塞的前进和后退水接触角样品的表面被估计为153(2和146(2,respectiv伊利。接触角滞后是7,列明这显示了疏水性表面的财产
疏水性表面的化学性质沉浸在之后5重量%氯化钠水溶液。图2显示的图像表面疏水性仪(一个)之前和之后的沉浸在5重量%氯化钠溶液(b)30,(c)180年,(d)1440分钟。图2中清楚地看到一个c,没有改变表面形态之前和之后的浸在5重量%氯化钠水溶液在180分钟可以观察到,尽管一些裂缝形成在所有的样品表面。即使在浸了360分钟,我们不能观察到的变化在表面形态(这里没有显示)。相比之下,浸的疏水性表面在5重量%氯化钠水溶液为mininduc es的重大改变表面形态如图2 d。样品表面1440分钟后浸有颗粒状和多孔结构。在之前的一份报告中,我们确认了纳米铈氧化物薄膜是由一个三层结构稍微多孔层作为亲密接触到下一层在镁合金基体和一个紧凑的层作为过渡层,和一个纤维层作为主要的顶层。
因此,稍微多孔层可以出现在表面由于部分超然的中间和顶部的层在策略的腐蚀介质很长一段时间。这个润湿性属性的疏水性表面沉浸于后5重量% NaC l水溶液估计使用静态水接触角测量。图3显示了水接触角的变化作为函数的浸泡时间在5重量%氯化钠水溶液。所有的情节在图3显示平均水接触角测量的值在不同的5分相同的样本。为每个情节的误差酒吧平均最大和最小的水接触角在相同的样本。这个平均静态水接触角的疏水性表面与时间演化逐渐减少。这意味着 ,疏水的密度的功能组表面可以减少沉浸在5重量的样本%氯化钠水溶液。静态水接触角的疏水性表面沉浸在之后5重量%氯化钠360分钟内水溶液减少的范
围ca。136(2到152(2。不同的ences在水接触角在最大值和最小值相对较小,平均静态水接触角的后浸60到360分钟几乎没有改变。这表明浸在5重量%氯化钠水溶液诱使没有任何改变从我们ttability表面状态的观点。在另一方面,平均静态水接触角沉浸于后5重量% NaC l水溶液减少了1440分钟相当。平均静态水接触角的疏水性表面沉浸在之后5重量%氯化钠水溶液24 h被估计为50(2 .in另外,在水接触角之间的差异最大(133(2)和最小(25(2)值被超过100年,非常大,尽管同样的样品表面。这个水接触角的值在大多数部分的示例表面范围在25 35。该地区拥有高疏水性,就是最大的水接触角,只有一个小样品表面的一部分。这可能表明,在大多数年代部分样品表面解吸的FAS分子和该奈米结构发生退化。最大的水接触角几乎一样平均水接触角度沉浸在之后5重量%氯化钠水溶液在360分钟。从这些结果,它是推测腐蚀反应疏水性表面上形成的镁合金涂上纳米氧化铈在5重量%氯化钠水溶液可以推进之间显著360和1440分钟。 探讨表面状态决定的疏水性表面的沉浸在5重量%氯化钠水溶液在360分钟,表面进行了观察。图4 b,e显示的图像表面疏水性FESEM沉浸在之后5重量%氯化钠水溶液对180年和360年分别最小。在这两个表面,相对平滑部分和一些粒状产品可以观察到。扩大后的版本的图像的平滑部分仪(图4 a,c)透露,许多nanosheets对齐相当陡峭的角相对于表面形成密集。后的表面形态沉浸在5重量%氯化钠水溶液为180和360分钟被几乎一样,在浸。另一方面,放大版的FESEM图像(图4 c,f)的粒状产品透露,产品有辐射针状的结构和形成的裂纹。此外,形成大量的粒状产品样品表面的增加而增加的浸泡时间。探讨了表面状态使用XPS测量。XPS Mg 2 p光谱的样品表面之前和之后的沉浸在5重量%氯化钠水溶液如图5所示。在浸,没有峰来源于Mg可观测到的光谱由于镁合金表面覆盖着CeO2纳米薄膜(膜厚洛克:ca。2μm)和FAS分子。另一方面,对于样品表面后,一个高峰,沉浸deconvoluted成两个组件对应于毫克(OH)2和采用可以清楚地观察到的光谱。这些组件可以归因于腐蚀产物的形成。可能出现的腐蚀反应通过下面的反应:
腐蚀氯化钠水溶液可以渗透膜通过裂缝和达到镁合金表面由于纳米CeO2电影上形成镁合金在影片中有很多裂缝。接触的腐蚀性溶液与Mg盟友诱导腐蚀反应。因此,腐蚀产物可能来自裂缝如图4所示。这些结果支持,粒状产品腐蚀产物,Mg(OH)2。然而,占领的比率的腐蚀产物在样品表面沉浸在之后5重量%氯化钠水溶液在360分钟很低见图4 c。大多数的样品表面会遍布FAS分子。吸附状态的FAS分子纳米CeO2电影也证实使用XPS测量。图6显示了XPS C 1 s光谱的样品表面之前和之后沉浸在氯化钠水溶液。在浸,样品表面显然有三个山峰,是deconvoluted成6个组件。在一个结合能峰值284.6 eV可以归结明确C C / C H官能团那源自这个CH2官能团,部分由碳污染由于环境exposrure。绑定的能量峰值组件从286年到290年电动汽车可以deconvoluted分成三个组件对应于C O,Cd O,CF2 CH2团体.
另一个高峰在294左右的电动车可以分解成两个组件对应——-CF2 CF2和cf3基团。在XPS谱包括反褶积曲线C1s示例之前,沉浸在氯化钠水溶液中显示支持信息。浸的样品后在氯化钠水溶液,一些显著的变化在XPS谱可以清楚地观察到C1s。高峰在294左右的电动车是明显减少,消失在60分钟后浸。此外,随后改变ch2 -和-CF2 CF2——-CF2地区也可以观察到在180分钟后浸。这些结果表明,解吸的FAS吸附分子的纳米CeO2电影可能是由于腐蚀反应基于攻击的腐蚀性溶液。由于FAS解吸,水接触角可以增加逐渐减小的浸泡时间如图3所示。腐蚀产物来自裂缝如图4所示。因此,与腐蚀反应,然后anostructured CeO2电影可能剥离为原点的裂缝。然而,XPS谱和水接触角测量表明,FAS分子仍然会出现在样品表面因为表面高疏水性质展出。当浸没时间延长至360分钟,几乎没有改变光谱。因此,样品表面沉浸在之后5重量%氯化钠水溶液在360分钟显示高疏水性质如图3所示。然而,进一步提高在浸泡时间的重要改变诱导样品表面清楚地看到在图2 d。此外,疏水性的样品表面是大大降低.
耐腐蚀性能的镁合金表面疏水性。我们调查了疏水性表面的耐腐蚀性能在5重量%氯化钠水溶液的电化学的观点。图7显示了动电位极化曲线(一个)未经处理的镁合金在沉浸在5重量%氯化钠水溶液为30分钟和疏水性表面上形成镁合金在沉浸在5重量%氯化钠水溶液为(b)30,(c)60,(d)180年,(e)1440分钟作为与腐蚀电流密度(jcorr)未经处理的镁合金(9.25十5 a / cm2),疏水性表面上形成镁合金(2.17十7 a / cm2)下降了超过1个数量级。jcorr的价值观的疏水性表面上形成镁合金在沉浸在氯化钠水溶液为60、180和1440分钟被估计为4.79十8,6.89十8和2.21十7 a / cm2,分别。应该指出的是,所有的jcorr值后的样品沉浸在氯化钠水溶液为60到1440分钟都远低于未经处理的镁合金。这支持这一结论,即我们的疏水性的治疗是有效的改善耐蚀性。这个腐蚀电位(Ecorr)。1510年对AZ31是ca mV。在更多的负面析氢占主导地位
比Ecorr潜力,从而提高阴极电流。在更积极的潜力比Ecorr、镁氧化盛行和金属不断溶解由于缺乏钝化层,它不是在这些条件下形成的高氯浓度。另一方面,Ecorr疏水性表面的ca。96 V和明显转向积极的方向与未经治疗的镁合金。在Ecorr的重大转变,积极的方向可以归因于改善疏水性的保护特性镁合金表面上形成。在更积极的潜力比Ecorr,突然增加电流密度的潜力的ca。830 mV显然是观察。这个增加可能与电流密度的点腐蚀,表明电解质渗透通过电影和因此发起的点蚀。这可能是由于渗透的电解质通过裂纹在影片中。一个类似的行为已经被报道甚至在铝合金。Ecorr移动的消极的方向和jcorr减少与增加浸泡时间的疏水性表面上形成镁合金。另一方面,被动的地区成为了宽。被动地区的存在表明,疏水性表面的展品保护特性在一个解决方案包含Cl离子。在的情况下样品浸了1440分钟后,没有提高电流密度在更积极的潜力比Ecorr,被动的地区,可观测到的曲线,电流密度值几乎保持不变,更积极的潜力比ca。10 50 mV。从结果的水接触角测量、XPS数据,和菲sem观察,外观的被动地区可能主要是由于被动氢氧化物薄膜,Mg(OH)2镁合金上形成。 到探针腐蚀机理和量化耐腐蚀性能的超疏水表面,EIS进行研究。图8给出了进化的阻抗谱疏水性表面上形成的镁合金中浸泡不同时间后5重量%氯化钠溶液。图8 b显示了放大阻抗谱。阻抗谱的未经处理的镁合金和疏水性表面沉浸在之后5重量%氯化钠溶液为超过360个闵氏电容回路在高和中等频率和尾巴在低频段。电容式循环可以归因于电荷转移的腐蚀过程和尾巴可能是与扩散过程和关联在腐蚀层。另一方面,当浸泡时间小于180分钟,两个电容回路在高和介质低频率是观察见图8。第一个循环从高到中等频率区域可以归因于一个保护表面膜的FAS分子和/或纳米氧化铈,双层电容在电极表面,而第二个从介质低频率可能是由于电荷转移(腐蚀)阻力。逐渐下降的电容式循环与增加浸泡时间。这表明,防腐性能的疏水性表面上形成镁合金浸时间逐渐减小。防腐蚀性能的下降可能是由于局部腐蚀。这是在好的协议与观测到的结果和动电位极化曲线FESEM图像。使一个精确的分析的阻抗数据,提出了等效电路模型。未经处理的表面状态和治疗superhydrophobically镁合金是大大不同于物理化学的角度来看,因此两个不同的模型是用来适应阻抗谱。这两个等效电路模型图9所示。图9显示了等效电路模型代表了电化学行为的治疗对AZ31表面,它显示了一个时间常数。在这个电路,Rct意味着电荷转移电阻,CPEdl是固定相元素的双电层,和Rs是解决方案的阻力。Rct的价值是一个象征的总耐腐蚀性能。固定相的元素(CPE)常常用来代替了电容器的等效电路以适应阻抗行为的双电层更准确。
对于表面的疏水性,等效电路模型应该有两个时间常数在相应的阻抗谱,因为我们的装配式疏水性表面粗糙的表面有许多分钟毛孔,能捕获空气的独奏曲d -液界面。Cc通常会被分配到一个表面的电容的电影,它是基于各种因素如膜厚度及缺陷结构。Rct | | Cdl的元素在图9 b显示了阻抗与界面反应之间的电影和衬底。并行组合的Rc和Cc代表阻抗与界面反应电解质溶液之间和电影。斯垣福,以下简称通常是与电阻和电容和关联的空气在一个微小孔隙,分别。斯垣福| |以下简称的元素被安排在平行于上述两个元素与考虑到许多分钟毛孔会充满空气。通过应用这种等效电路模型在图9 b阻抗谱的疏水性表面上形成镁合金,更好的拟合结果可以获得。此外,我们应用了等效电路模型如图9 c到疏水性表面沉浸在之后5重量%氯化钠水溶液为1440分钟。这个模型中常常使用的情况下在金属基体形成保护膜。我们使用了模型的原因是水的接触角的疏水性表面沉浸在之后5重量%氯化钠水溶液为1440分钟显示亲水性能和空气层之间形成的许多分钟毛孔不存在。拟合结果代表表1中列出。Rct获取的值的拟合结果作为一个函数的浸泡时间在5重量%氯化钠水溶液图10所示。Rct值的减少与增加浸泡时间。特别是,减少Rct值的浸泡时间在180年和360年之间min是显而易见的。调查这个原因,伯德图如图11所示,因为相位角,j,是一个敏感的参数说明存在着额外的时间常数的阻抗谱和整个阻抗数据提出了明确。图11显示了未经处理的伯德图和疏水性治疗镁合金。一个定义明确的时间常数可观测到的EIS光谱未经处理的镁合金约100赫兹。这弛豫过程是与电化学活性的未经处理的镁合金表面浸在氯化钠水溶液和可以归结于这个电容的电化学双层在固体/电解液界面。在低频率的电阻响应对应的极化电阻。EIS光谱的疏水性表面沉浸在之后5重量%氯化钠溶液为更多的than36 0分钟节目一阶段最大在中频和表现出类似的行为来治疗镁合金,而那些表面的疏水性沉浸在之后5重量%氯化钠溶液在180分钟有两个阶段最大值在相对较低的和高频率(图11 b)。高频时间常数,大约在105赫兹,与疏水性表面上形成镁合金。另一个时间常数大约在3赫兹可以归结于这个电容的双层并转移到较低的频率比时间常数未经处理的镁合金因为好屏障性能的疏水性表面,抑制渗透的氯化钠水溶液对镁合金表面。此外,阻抗行为的疏水性表面沉浸在之后5重量%氯化钠溶液在180分钟显示一个类似的形状(图11)。这样
一个形状与孔隙度与漆层的现象。单调的阻抗水平降低和增加浸泡时间。在低频区,一个巧合的光谱观测的疏水性表面沉浸在之后5重量%氯化钠溶液在180分钟。这个阻抗行为在低频区域取决于属性的保护层。高阻抗水平的证据,我们的疏水性表面显示高耐蚀性由于疏水性财产如果浸泡时间是180分钟之内。然而,在这个情况下,浸没时间超过360分钟,不同的阻抗行为可以被观察到。浸泡时间的增加导致不同的化学和/或物理变化对镁合金表面疏水性形成。当浸泡时间是360分钟,形成腐蚀产物增加清楚地看到在图4 b。由于改变表面状态,Z | |价值年代的疏水性表面逐渐方法的未经处理的镁合金在浸泡时间增加。然而,| | Z值在低频率的疏水性表面上形成镁合金在沉浸在5重量%氯化钠水溶液24 h估计是大约7.2 103Ω平方厘米,5数量级高于未经处理的镁合金。这表明我们的疏水性膜阻碍腐蚀产物的形成明显由于协同效应的superhydrophobicity基于FAS涂层和防护性能的纳米氧化铈电影。粘合性能的疏水性膜在镁合金。量化性疏水性膜对镁合金,ASTM标准D 3359 - 02年横截胶带测试被执行。图12显示了疏水性表面的照片(a)和(b)之前的横截胶带测试之后。显示的疏水性膜附着力好到镁合金表面没有广场被删除后切除磁带。此外,水接触角的疏水性表面之前和之后的横截胶带测试几乎是相同的。这有力地证明了FAS分子附到纳米氧化铈共价电影和附着力的疏水性膜对镁合金表面是好的。腐蚀机制覆盖镁合金疏水性膜。最后,我们提出了腐蚀机理的疏水性表面上形成镁合金涂上纳米氧化铈。图13显示了原理图的腐蚀机理,对镁合金表面疏水性形成。在步骤1 corres水洼到疏水性表面在浸,疏水性表面有一些裂缝表面上。初沉浸在5重量%氯化钠水溶液(步骤2),渗透的解决方案通过裂缝可能是由于减少了疏水性表面上。由穿透的腐蚀性溶液,镁合金表面接触与腐蚀性溶液,形成腐蚀产物(步骤3)。再浸导致局部击穿的保护层,疏水性表面由纳米氧化铈和FAS分子由于诉讼的局部腐蚀攻击(目的)。即使再浸引起故障的保护层,形成许多腐蚀产物,导致了化学和物理变化在表面的州(步骤5)。这种变化会改变表面的润湿性质的从superhydrophobicity来superhydrophilicity,如图3所示。然而,耐腐蚀是多少高于未经处理的镁合金。这可能是不仅因为表面疏水性的部分承受腐蚀作用可以充当一个防护层,但也因为一个被动的氢氧化物薄膜,Mg(OH)2,可以镁合金上形成。
4.结论
防腐性能和耐久性的疏水性表面涂以镁合金纳米氧化铈在腐蚀性氯化钠溶液电影进行了电化学和接触角测量。FESEM图像显示,没有任何改变表面形态之前和之后的沉浸在5重量%氯化钠anqueous解决方案在180分钟可以被观察到。相比之下,浸的疏水性表面在5重量%氯化钠水溶液为1440分钟引起显著改变表面形态。水接触角测量表明,平均静态水接触角的疏水性表面逐渐减少的增加有浸泡时间在5重量%氯化钠水溶液。静态水接触角的疏水性表面沉浸在之后5重量%氯化钠水溶液在360分钟减少到范围。136年的ca(2到152(2。另一方面,平均静态水接触角沉浸在之后5重量%氯化钠水溶液24小时减少到50(2。防腐电阻的疏水性表面上形成镁合金估计通过动电位和EIS测量。电化学动电位极化曲线测量表明,疏水性表面上形成镁合金表现出更高的腐蚀性能比未经处理的镁合金。比腐蚀电流密度的未经处理的镁合金,superhydrophobically镁合金的治疗减少了超过1的顺序级。EIS测量和适当的等效电路模型显示,防腐电阻是明显地改善了疏水性的治疗。然而,镁表面被观察到具有腐蚀了从小孔的裂缝。腐蚀的机理,疏水性表面上形成的镁合金还提议。根据ASTM标准D 3359横截胶带测试,附着力的疏水性膜对镁合金表面非常好。我们相信一个疏水性表面将是一个有效的策略来改善各种防腐蚀性能工程材料。
