冷噴涂作為一種新型的表面處理噴涂工藝，經過近三十年的研究發展， 其實際應用范圍也在不斷擴大[1-3]。由于冷噴涂技術工作溫度較低，對粉末粒子和基體的熱影響較小， 因此可以在不改變粉末顆粒結構的情況下來制備涂層[4]。本研究擬針對納米鋁鋅粉末，通過冷噴涂工藝在鎂合金表面制備涂層，并對涂層的腐蝕性進行了研究。

    1 試驗材料和方法

    試驗采用AZ91 鎂合金作為基體， 噴砂處理后用丙酮洗凈表面油污。采用納米鋁鋅粉末作為涂層材料。

    試驗設備采用德國CGT3400 冷噴涂設備，所用工藝參數為：氣體壓力2.5MPa，溫度350℃，噴涂距離30cm，工作氣體采用氮氣。涂層的動電位極化曲線采用PARSTAT 2273 Advanced ElectrochemicialSystem 測定， 試樣的工作面積為10mm×10mm，將飽和甘汞電極作為參比電極，鉑電極作為輔助電極，3.5%NaCl 溶液作為腐蝕介質。鹽霧腐蝕試驗的溶液為5%NaCl 溶液。

    2 試驗結果及分析

    圖1 為納米鋁鋅涂層的截面微觀形貌圖。分析可知， 黑色部分為鋁， 白色部分為鋅， 涂層中鋅占13.6%。圖1 中黑色孔洞部分為氣孔，且氣孔為封閉性氣孔，氣孔率為0.2%。涂層厚度均勻，為600μm。

    涂層與基體之間的界面平整、清晰。涂層與基體的結合強度為17MPa，涂層截面顯微硬度為127HV0.2。

    鎂合金和涂層的極化曲線如圖2 所示。可看到，試樣工作表面和輔助電極上均會有氣泡產生， 且試驗結束后試樣表面較為粗糙。從極化曲線中可看到涂層的自腐蝕電位高于鎂合金基體， 試驗過程中鎂合金基體一直處于活性溶解狀態， 涂層在經短暫的活性溶解之后進入鈍化階段。隨外加電位的增加達到其點蝕點位，涂層表面的氧化膜被擊穿，失去對鎂合金基體的保護作用。

    對極化曲線進行Tafel 擬合，結果如表1 所示，涂層的自腐蝕電位高于基體， 說明其腐蝕傾向低于基體。其自腐蝕電流密度低于基體，說明其腐蝕速率低于基體，這能為基體起到較好的保護作用。

    對基體和涂層進行鹽霧試驗， 腐蝕形貌如圖3所示。分析可知，基體在試驗進行到24 h 時已被完全腐蝕，涂層在試驗進行了240 h 后，表面完全被腐蝕產物覆蓋，涂層依舊完整。這說明涂層的耐腐蝕性遠高于基體，能為基體起到良好的保護作用。

    3 結論

    涂層自腐蝕電位高于基體， 自腐蝕電流密度低于基體，說明其耐蝕性能較好。在鹽霧試驗中，鎂合金基體在24 h 時被完全腐蝕， 涂層在240 h 時仍然能為基體提供保護作用。

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責任編輯：龐雪潔

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