关键词:
镁合金
微弧氧化
氟锆酸钾
抗点燃性能
热防护
组织结构
摘要:
目的降低镁合金在高温环境下起火燃烧的风险,同时探索微弧氧化膜是否具有抗点燃的热防护功能。方法采用添加不同含量K_(2)ZrF_(6)的碱性硅酸盐电解液体系,在AZ91D镁合金表面制备微弧氧化膜,研究不同浓度K_(2)ZrF_(6)对微弧氧化膜抗点燃性能的影响。采用扫描电镜观察燃烧前微弧氧化膜的微观结构变化,结合XRD分析涂层的相组成,并借助抗点燃性能测试装置,考察微弧氧化膜的起燃时间。结果添加K_(2)ZrF_(6)制备的微弧氧化膜主要由MgO、Mg_(2)SiO_(4)、MgF_(2)和ZrO_(2)组成。随着K_(2)ZrF_(6)含量的增加,膜层中大尺寸缺陷减少,致密性和厚度显著提高,表面粗糙度先增加、后降低。添加0~10 g/L K_(2)ZrF_(6)的微弧氧化膜的致密性较差,这类微弧氧化层在火焰的作用下,会形成大量的烧蚀孔洞和纵向扩展裂纹;添加15、20 g/L K_(2)ZrF_(6)的微弧氧化膜,具有更为致密的内层,这类微弧氧化膜直到基体完全熔化变形,才会出现横向扩展裂纹,导致涂层失效。AZ91D镁合金经过含15 g/L K_(2)ZrF_(6)的电解液微弧氧化处理后,起燃时间最长,抗点燃性最好。结论 K_(2)ZrF_(6)浓度对微弧氧化膜抗点燃性的影响主要体现在对其致密性的影响上,内层的致密结构能够减少在高温火焰作用下形成的烧蚀孔洞,以及延缓裂纹的产生,从而阻碍熔融的液态镁和镁蒸气向外扩散,减缓氧化反应的程度,提高涂层的抗点燃性。