论文部分内容阅读
镁合金、纤维增强树脂基复合材料都是很好的轻量化材料,都在汽车制造中有重要的应用。本文以GLARE板、铝塑板等复合材料制备方法中的先进理念和工艺技巧为基础,结合镁合金密度小、比强度好、比刚度高、电磁屏蔽性好,但是防腐蚀性能差的特点,提出将镁合金与玻璃纤维、树脂等材料制成玻璃纤维镁合金叠层板,以得到轻量化效果更明显的新型叠层板,并探寻出提高镁合金防腐蚀性能的新方法。本文重点研究了镁合金表面处理新方法和玻璃纤维镁合金叠层板的制备、力学性能检测及防腐蚀性能等。主要工作及结果如下:（1）采取Wilhelmy吊片法对表面处理后的镁合金薄板进行动态接触角测量。通过五因素四水平的正交试验,发现:KMnO4溶液浓度对动态接触角大小有高度显著的影响,NaH2PO4溶液浓度、NaAc溶液浓度、表面处理液温度和时间等因素对动态润湿角的影响不显著;当KMnO4溶液浓度25g/L,NaH2PO4溶液浓度10g/L,NaAc溶液浓度20g/L,时间5min,温度75℃时动态接触角最小,镁板与树脂润湿性最好。（2）以KMnO4溶液的浓度作为单一变量,研究表面处理对镁合金表面形貌的影响发现:高锰酸钾溶液浓度较低时（10g/L、15g/L）,镁板表面只得到稀疏的产物,随着溶液浓度增加转化物增加;25g/L时,表面形成致密均匀的转化膜;溶液浓度35g/L时,生成的化学转化膜出现明显的裂纹,浓度继续增加裂纹增多、深度加深;高锰酸钾溶液浓度为65g/L时,转化膜翘起,局部发生脱落。能谱分析结果显示,转化膜成分是磷酸盐及Mg、Mn、Ca等的氧化物。（3）最佳磷酸盐-高锰酸盐处理的镁板制成玻璃纤维镁合金叠层板后平均抗拉强度288MPa,较机械打磨镁板制备的叠层板有一定的提高。叠层板失效是由纤维增强树脂断裂引起的脆性破坏,平均延伸率为3.1%。（4）磷酸盐-高锰酸盐表面处理能给镁板提供一段时间的保护。制成玻璃纤维镁合金叠层板后,耐蚀性能卓越的纤维增强树脂层阻隔了镁板与腐蚀液的接触,保护镁板不被腐蚀。镁板做了最佳化学转化工艺处理的叠层板在95℃、5%wt的NaCl溶液中腐蚀了一周,仍未见镁板有腐蚀。