专利名称：耐腐蚀Al-Mg合金防护膜及其制备方法
技术领域：
本发明涉及耐腐蚀Al-Mg合金防护膜及其制备方法，属于防护材 料领域。
背景技术：
金属腐蚀问题遍及国民经济和国防建设的各个领域，大量的金属 构件和装备因腐蚀而报废。据统计，全球每年因腐蚀造成的金属损失 量高达全年金属产量的20% 40%。其中钢铁材料的腐蚀问题尤其严 重。 一般采用在钢铁基体表面增加镀层的方式来加以防护，目前商业 化使用的钢铁基体保护镀层主要有热镀(电镀、化学镀)Zn、热镀 Zn-Al、电镀Zn-Ni、热镀Al等等。物理气相沉积技术(PVD)制备 的保护镀层具有纯度高、致密度高、耐腐蚀性能优异等特点， 一方面 能够满足一些耐腐蚀要求苛刻的使用领域，另一方面它能够在钢铁基 体表面形成众多采用传统方法难以制备的合金镀层，有望大大提高钢 铁基体的耐腐蚀性能。然而目前物理气相沉积技术(PVD)制备的保 护镀层体系主要局限在目前商用的Zn基和纯Al体系。铝和镁都是电位非常负的金属材料，作为钢铁基体的保护镀层时 具有良好的牺牲阳极保护作用；同时铝、镁的钝化能力很强，在腐蚀环境中具有足够高的稳定性，因而Al-Mg合金膜是一种较理想的钢铁 基体保护镀层。但由于电镀和热镀工艺对钢铁基体上制备Al-Mg合金 膜存在着较大困难，因而尽管Al-Mg合金已经得到了广泛的研究和一定的实际应用，但就其作为钢铁基体的耐腐蚀防护膜方面的研究很 少。发明内容本发明的目的是提供一种耐腐蚀Al-Mg合金防护膜及其制备方 法，该防护膜采用溅射技术制备，能够给予钢铁基体提供优于纯铝和 纯锌保护镀层的耐腐蚀防护效果。本发明的Al-Mg合金防护膜的化学组成为Aljgh，其中x的范 围为15%到45% (重量百分比)。本发明的技术方案是采用常规的溅射技术(包括直流溅射、射频 溅射、磁控溅射和离子束溅射等)将化学组成为A:UMgH， x为15。/。到 45% (重量百分比)的Al-Mg合金材料作为靶材沉积到待保护金属部 件表面，控制溅射保护膜厚度在1 10微米范围，在保护气氛中经 300 500。C温度晶化处理1 60分钟。从平衡耐腐蚀保护性能与制备工艺成本来看，保护膜厚度在2. 5 3.5微米时最佳。本发明的Al-Mg合金保护膜材料在3%氯化钠溶液中电化学方法测 试表明，其线性极化电阻优于物理气相沉积制备的纯铝和纯锌耐腐蚀 镀层材料，表明其具有优异的耐腐蚀性能。
图1为不同组成的Al-Mg合金防护层的线性极化电阻图2为Al。.4sMg。.55合金层与纯Al、纯Zn镀层的线性极化电阻比较具体实施方式
实施例l将纯Al和纯Mg按照45: 55的重量百分比形成合金，制成靶材。 采用离子束溅射的方法在低碳钢表面沉积Al-Mg镀层，镀层厚度为 2. 5微米，经在氩氢混和气保护下30(TC温度晶化处理30分钟。实施例2将纯Al和纯Mg按照15: 85的重量百分比形成合金，制成靶材。 采用离子束溅射的方法在低碳钢表面沉积A1-Mg镀层，镀层厚度为 2. 5微米，经在氩氢混和气保护下30(TC温度晶化处理30分钟。实施例3将纯Al和纯Mg按照45: 55的重量百分比形成合金，制成耙材。 采用离子束溅射的方法在低碳钢表面沉积A1-Mg镀层，镀层厚度为 2. 5微米，经在氩氢混和气保护下45(TC温度晶化处理10分钟。
权利要求
1. 耐腐蚀Al-Mg合金防护膜，其化学组成为AlxMg1-x，其中x为15wt％～45wt％，保护膜厚度在1～10微米。
2、 按权利要求1所述的耐腐蚀Al-Mg合金防护膜，其特征在于 保护膜厚度在2. 5 3. 5微米。
3、 按权利要求1或2所述的耐腐蚀Al-Mg合金防护膜的制备方 法，其特征在于采用常规的溅射方法将所述组分的Al-Mg合金材料作 为靶材，沉积到待保护金属部件表面，控制溅射厚度在1 10微米。 在保护气氛中经300 50(TC温度晶化处理1 60分钟。保护膜厚度 在1 10微米。
4、 按权利要求3所述的耐腐蚀Al-Mg合金防护膜的制备方法， 其特征在于所述的溅射方法包括直流溅射、射频溅射、磁控溅射和离 子束溅射。
5、 按权利要求3或4所述的耐腐蚀Al-Mg合金防护膜的制备方 法，其特征在于所述的金属部件为低碳钢。
全文摘要
本发明涉及一种耐腐蚀Al-Mg合金防护膜及其制备方法，主要用于钢铁制品的腐蚀防护，属于防护材料领域，该防护膜的特征在于它是由重量比为15％～45％的Al，55％～85％的Mg组成，该防护膜采用溅射的方法沉积到待保护的金属部件的表面。该防护膜在3％氯化钠溶液中电化学方法测试表明，其线性极化电阻优于物理气相沉积制备的纯铝和纯锌耐腐蚀镀层材料。
文档编号C23F15/00GK101220480SQ20071017114
公开日2008年7月16日 申请日期2007年11月28日 优先权日2007年11月28日
发明者茜 刘, 刘庆峰, 霍伟亮 申请人:中国科学院上海硅酸盐研究所