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　　電鍍和化學(xué)鍍技術(shù)
　　鎂合金表面鍍鎳技術(shù)分為電鍍和化學(xué)鍍2種。由于鎂合金化學(xué)活性高，在酸性溶液中易被腐蝕，因此鎂合金電沉積技術(shù)與鋁合金電沉積技術(shù)有著顯著的差異。目前，鎂合金電鍍工藝技術(shù)有2種工藝：浸鋅-電鍍工藝和直接化學(xué)鍍鎳工藝。為了防止鎂合金基體在酸性溶液中被過(guò)度腐蝕，需要在前處理溶液中添加F-(F-與電離生成的Mg2+形成MgF2沉淀，吸附在鎂合金基體表面可以防止基體過(guò)度腐蝕。
　　近年來(lái)，科研工作者對(duì)鎂合金鍍液體系進(jìn)行了大量研究，改良了水性電鍍?nèi)芤后w系，并取得了一定的進(jìn)展。A.Bakkar等改良了原有水性電鍍?nèi)芤后w系，用氯化膽堿、硫脲、氯化鋅及少量的水組成離子液，以WE43鎂合金為基材，研究了脈沖電流與常規(guī)電流對(duì)鍍層性能的影響。與常規(guī)電流制備的鍍層相比，脈沖電流制備的電鍍層更致密，與基體結(jié)合力更好，能更有效地提高鎂合金基體的耐蝕性能。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鎂合金基體在離子液中未被腐蝕。J.Zhang等研究了AZ31B鎂合金在AlCl3-NaCl-KCl-MnCl2融鹽體系中的電鍍行為。實(shí)驗(yàn)表明，無(wú)表面保護(hù)涂層的AZ31B鎂合金基體在該融鹽體系中會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕；若在AZ31B鎂合金表面預(yù)先電鍍一層與基體結(jié)合良好的金屬鋅，則鎂合金基體在該融鹽體系中不會(huì)被腐蝕，電化學(xué)測(cè)試表明其耐蝕性大大提高。
　　鎂合金表面化學(xué)鍍Ni-P合金是一種很成熟的工藝。通?；瘜W(xué)鍍方法制備的Ni-P合金層是非晶態(tài)的，這層致密的非晶態(tài)Ni-P合金層可以有效地防止鎂合金基體被腐蝕。結(jié)合使用化學(xué)鍍鎳技術(shù)和滾鍍技術(shù)可以在AZ91D鎂合金基體上形成一層晶態(tài)的Ni-P合金層。測(cè)試表明，該晶態(tài)Ni-P合金層中晶體顆粒細(xì)小，鍍層致密，耐蝕性能也優(yōu)于傳統(tǒng)的非晶態(tài)Ni-P合金層。

　　化學(xué)氧化技術(shù)
　　鎂合金化學(xué)氧化處理是指用氧化劑在鎂合金表面生成一層薄且致密的氧化膜。覆蓋在基體表面的氧化膜比自然形成的氧化鎂層更致密，因此，該氧化膜能有效提高鎂合金的耐蝕性能，同時(shí)，還能作為鎂合金涂裝的底層，增大涂層的結(jié)合力。
　　鉻酸鹽處理雖然具有良好的效果，但是鉻酸鹽對(duì)環(huán)境污染大，對(duì)人體毒性高。在不久的將來(lái)，鉻酸鹽處理工藝將會(huì)被環(huán)保、無(wú)毒的處理方法如鉬酸鹽、高錳酸鹽和P-Ca復(fù)合磷酸鹽等處理工藝取代。L.Yang等先用鉬酸鹽氧化法在Mg-8Li合金表面生成一層致密、均勻的氧化膜，然后再用傳統(tǒng)的化學(xué)鍍鎳法制備一層結(jié)合力好的Ni-P合金層，使基體獲得了良好的耐蝕性能。磷酸鹽-高錳酸鹽處理是一種環(huán)保、低成本的化學(xué)氧化法，但是該方法有較為明顯的缺陷：在用該法處理含鋁的鎂合金時(shí)，氧化反應(yīng)會(huì)優(yōu)先發(fā)生于β-Mg17Al12相，因而不能在整個(gè)鎂合金基體表面生成均勻、覆蓋度高的氧化膜層，這在一定程序上影響了其提高鎂合金基體耐蝕性的效果。
　　衛(wèi)中領(lǐng)等研究開(kāi)發(fā)了一種新型的P-Ca復(fù)合磷酸鹽處理工藝，它能在鎂合金表面形成含有Mg、Al、Ca等元素的復(fù)合磷酸鹽保護(hù)膜。該膜層與基體金屬結(jié)合牢固，具有類似于鉻酸鹽膜層的耐蝕性能。該工藝對(duì)環(huán)境的污染小，對(duì)人體毒性小，可有效取代鉻酸鹽處理工藝，目前已實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用。
　　鎂合金化學(xué)氧化處理工藝成本低于電鍍和化學(xué)鍍工藝，因此具有較高的應(yīng)用潛力。但是化學(xué)氧化膜的表層膜電阻較高，導(dǎo)電性差，這也限制了其在電子產(chǎn)品領(lǐng)域的應(yīng)用。在電子產(chǎn)品制造領(lǐng)域，新型的能制備低電阻、高耐蝕性膜層的化學(xué)氧化處理技術(shù)是未來(lái)的研究熱點(diǎn)。
　　

       等離子電解氧化技術(shù)
　　等離子電解氧化(PlasmaElectrolyticOxidation，PEO)是一種在高電壓、大電流密度條件下對(duì)金屬材料進(jìn)行表面處理的技術(shù)，最終在材料表面生成一層具有三層膜結(jié)構(gòu)的陶瓷質(zhì)氧化膜層。該氧化膜層的最外層結(jié)構(gòu)疏松，里層結(jié)構(gòu)均勻、致密，與基體結(jié)合良好。在等離子電解氧化處理過(guò)程中，不同時(shí)期的鎂合金表面膜層的特性及反應(yīng)特點(diǎn)均有不同：在放電反應(yīng)初期，膜層為一層很薄的均勻、致密膜層，此時(shí)，基體/電解液界面的活性提高，電解氧化反應(yīng)加速，膜層厚度快速增大，表面變得粗糙；放電反應(yīng)末期，反應(yīng)局限在部分活性較高的區(qū)域。
　　等離子電解氧化膜層的結(jié)構(gòu)及性能與基體的成分密切相關(guān)。同一基體的不同區(qū)域上生成的氧化膜層的孔隙大小也有顯著的差異，這可能是由于α、β相中鋁含量不同所致。另外，不同的合金成分也會(huì)導(dǎo)致表面生成的電解氧化膜層耐蝕性有明顯的差異。在堿性磷酸鹽電解液中，AZ91鎂合金上制備的等離子電解氧化膜更致密，其耐蝕性優(yōu)于在WE43鎂合金上制備的等離子電解氧化膜層的耐蝕性。
　　等離子電解氧化膜層的性能與電流密度、脈沖電流中陰、陽(yáng)電流所占比例，電解液成分等工藝參數(shù)有關(guān)。電流中陰極電流所占比例越大，整體陰極電流密度越大，則等離子電解氧化膜層的孔隙率越低，孔隙越小甚至消失，生成的膜層越致密、完整。在電解液中添加石墨、ZrO2、Al2O3、Y2O3等顆粒可以生成含有固體微粒的復(fù)合氧化膜層，從而提高氧化層的耐蝕性。與電鍍過(guò)程類似，微量的有機(jī)添加劑也可以作用于基體/溶液界面，進(jìn)而對(duì)等離子電解氧化層的微觀形貌、性能產(chǎn)生巨大的影響。在以硅酸鹽和硼酸鹽為主的電解液中添加少量的苯并三氮唑(BTA)，可使制備出的氧化膜層孔徑明顯變小，表面更加平整、致密，耐蝕性能顯著提高。

　　沉積羥基磷酸鈣涂層技術(shù)
　　鎂合金能在人體內(nèi)降解，降解產(chǎn)物為Mg2+。鎂為人體內(nèi)第四大金屬元素，對(duì)人體無(wú)毒，因此鎂合金是一種很有潛力的醫(yī)用植入材料。但是沒(méi)有經(jīng)過(guò)表面處理的鎂合金在人體內(nèi)的耐蝕性差，降解速度快。術(shù)后一段時(shí)間，鎂合金植入物會(huì)因過(guò)度腐蝕而導(dǎo)致功能失效。另外，鎂合金降解過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的氫氣，這些氣體聚集在植入物周圍，若不及時(shí)排除會(huì)銹發(fā)一定的炎癥。
　　羥基磷酸鈣是人體骨骼的組成成分，作為植入物不僅對(duì)人體沒(méi)有毒害，而且會(huì)促進(jìn)成骨細(xì)胞在其表面吸附，加速骨骼損傷處的愈合過(guò)程。因此，在生物醫(yī)用鎂合金表面沉積羥基磷酸鈣涂層可以在改善植入物耐蝕性的同時(shí)提高其生物活性。研究表明，鎂合金在生物模擬體液中會(huì)生成微量的羥基磷酸鈣，但在水溶液中直接合成羥基磷酸鈣時(shí)，鎂離子會(huì)阻礙羥基磷酸鈣的生成。在含有Ca2+、Mg2+和H2PO4-的水溶液中添加EDTA后發(fā)現(xiàn)，EDTA能有效地與Mg2+發(fā)生反應(yīng)，降低Mg2+的阻礙作用，從而促進(jìn)羥基磷酸鈣的形成。另外，也可以采用電沉積法在AZ系列鎂合金(如AZ31、AZ91)表面生成羥基磷酸鈣涂層。首先在含有Ca(NO3)2、NH4H2PO4的水溶液中電沉積一層預(yù)沉積層，然后將該預(yù)沉積層置于熱堿溶液中與NaOH反應(yīng)，最終生成羥基磷酸鈣。電沉積合成的羥基磷酸鈣涂層為晶態(tài)，其微觀形貌呈簇狀。TEM照片顯示該羥基磷酸鈣晶體為針狀，晶體結(jié)晶不完整，存在多種缺陷。盡管電沉積生成的羥基磷酸鈣涂層并不是完整、致密的均勻膜層，但是極化曲線和阻抗實(shí)驗(yàn)表明，該涂層仍能有效地提高基體的耐蝕性能。
　　人體骨骼中的羥基磷酸鈣中含有很多微量物質(zhì)如CO32-、F-、Mg2+等，這些微量物質(zhì)能有效地提高造骨細(xì)胞與骨骼的結(jié)合力，促進(jìn)骨骼的生長(zhǎng)發(fā)育，因此，含有微量雜質(zhì)的羥基磷酸鈣涂層具有更高的生物活性。用溶膠-凝膠法合成羥基磷酸鈣時(shí)，在前驅(qū)體中添加一定比例的F-和Mg2+可以制備Mg2+摻雜的羥基磷酸鈣，在此過(guò)程中，F(xiàn)-能提高M(jìn)g2+的摻雜效果。但是當(dāng)驅(qū)體中的Mg2+含量過(guò)高時(shí)，會(huì)生成Mg取代β-Ca3(PO4)2。第一性原理模擬計(jì)算表明，Mg2+很難直接取代Ca2+進(jìn)入羥基磷酸鈣晶胞中，而是生成過(guò)濾態(tài)的磷酸八鈣，從而提高羥基磷酸鈣涂層的生物活性。

　　其他表面處理方法
　　隨著研究的深入和儀器設(shè)備的改進(jìn)，新的鎂合金表面處理方法不斷涌現(xiàn)出來(lái)。這些方法或是將傳統(tǒng)表面處理技術(shù)與新興材料相結(jié)合在鎂合金表面沉積復(fù)合膜層，或是運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)備在鎂合金表面沉積傳統(tǒng)工藝無(wú)法制備的功能性涂層。盡管這些新型涂層的制備技術(shù)還不成熟，但是它們均在一定程度上促進(jìn)了鎂合金表面處理技術(shù)的發(fā)展。
　　硅烷處理是一種在鋼鐵材料領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用的表面處理技術(shù)，M.F.Montemor將此方法應(yīng)用在鎂合金表面處理領(lǐng)域，成功地在AZ31鎂合金基體上制備了經(jīng)稀土修飾的碳納米管/硅烷復(fù)合膜層。微觀形貌測(cè)試顯示該復(fù)合膜層表面平整，厚度分布均勻。掃描振動(dòng)電極測(cè)試技術(shù)(SVET)表明，碳納米管/硅烷膜層的耐蝕性低于單一硅烷化膜層，有明顯的電偶腐蝕現(xiàn)象，但經(jīng)稀土修飾的碳納米管/硅烷復(fù)合膜層耐蝕性較好。這是因?yàn)榻?jīng)稀土修飾的碳納米管/硅烷復(fù)合膜層表面電位分布范圍相對(duì)較正，不同區(qū)域的電位分布更加均勻。另外，使用不同的硅烷化處理劑制備的硅烷化膜層也有很大的差別。
　　在汽車制造業(yè)中，鎂合金汽車輪轂需要進(jìn)行表面處理以提高其表面耐磨性和硬度。陰極多弧離子鍍膜技術(shù)可以在鎂合金表面沉積Ti/TiN、Cr/CrN等功能性涂層，提高基體表面的耐磨性，但是目前該工藝制備的沉積層較薄且存在貫穿孔，因此，該工藝制備的膜層硬度不高，耐蝕性較差，還需要進(jìn)一步的研究與改進(jìn)。