LY12铝合金稀土转化膜的成膜过程

D0I:10.13374/i.issm1001053x.2002.05.011 第24卷第5期 北京科技大学学报 Vol.24 No.5 2002年10月 Journal of University of Science and Tecbnology Beijing 0ct.2002 LY12铝合金稀土转化膜的成膜过程 高天柱 李久青 北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083 摘要利用CWA1电偶对模拟LY12铝合金在铈盐溶液中的成膜过程.电偶对在铈盐溶液 中，电偶电流由开始的0.08mA降低为0.005mA,表明有阻滞腐蚀的作用出现；电偶电位随时间 负移，这是腐蚀反应中阴极过程受阻滞的表现.浸泡8h后，Cu片上形成了一层黄色膜层.SEM, EDX分析表明，Cu片上形成了富含铈的裂纹状膜层. 关键词电偶对：铝合金：稀土转化膜 分类号TG174.44 铬酸盐在铝及铝合金的防护上有着广泛的 13膜层形貌观察及成分分析 应用，但是由于六价铬有毒，对人及环境有很大 利用Cambridge Stereoscan250MK2型扫描 的危害山.随着各国对环保的重视，寻找铬酸盐 电镜观察铜片表面膜的形貌，利用自带EDX分 的替代物质显得越来越重要.近期的研究表明， 析膜层成分，EDX加速电压20kV. 稀土铈很有希望取代铬酸盐，因此铈转化膜的 研究正得到越来越多的关注 2结果与讨论 LY12是含铜的高强铝合金，在航空航天工 2.1电偶对数据 业中有着广泛的应用，其主要强化相为CA山2 试验测得的C/Al电偶对在3mmol/L CeCl, (Θ)相，相对于基体为阴极相，故该合金具有较 和3mmol/L Ce(NO,)h溶液中的电偶电位随时间 高的局部腐蚀敏感性，而且很难在其表面形成 变化曲线见图1.由图可见，电偶电位随着时间 均匀、致密的转化膜层.本文利用CWA1电偶对 的变化而负移，这说明了Cu/Al电偶电池的阴 模拟金属基体和析出相，进一步研究在LY12表 极过程受到了阻滞.而且在整个过程中，Cu片 面含铈转化膜的生成机制 始终为阴极，A1片始终为阳极，电偶电位位于 1试验 两者电位之间.Cu和A1的各自开路电位分别 与未偶接时的相符. 1.1试验材料 测得的Cu/Al电偶对的电偶电流随时间变 试验材料为2号工业纯铝(99.6%)和电沉 化曲线见图2.从图可以看出，CA1电偶对在 积纯铜.试验前将试样进行前处理：打磨至800# 3mmol/L CeCl,溶液中随时间的增加，电偶电流 →市售去污粉除油→去离子水冲洗→丙酮擦拭 逐渐变小，在100-200min时达到最小值，之后 待用. 趋于平稳.在3mmol/L Ce(NO,),溶液中也得到 1.2试验方法 了相同的结果.这表明随着时间推移，膜层对电 试验溶液为CeCl,溶液和Ce(NO,),溶液.铜 偶腐蚀的抑制作用逐步加强，100-200min后， 片和铝片的面积比为1：3，利用DLF电偶腐蚀 电偶腐蚀受到显著抑制.在开始时，电偶电流有 计测定电偶电流和电偶电位以及Al,Cu片各自 波动，这表明此时膜层正处在生成和溶解的竞 的开路电位随时间的变化.记录Al,Cu片各自 争中，在一定时间后(l00min),膜层的生成成为 的开路电位时，断开电偶对稳定5min后记录. 主导，膜层逐渐增厚，电偶电流逐渐减小 收稿日期20009-04高天柱男，25岁，硕士 2.2膜层的形貌和成分分析 *国家自然科学基金资助课题QNo.59771067) 将试样取出后进行电镜分析.可以发现，在

第 2 4 卷 第 S 期 2 00 2 年 10 月 北 京 科 技 大 学 学 报 JO u ur a l o f U n iev 抬i yt o f Sc i e n e e a n d eT e b . o l o yg B e ij i n g V b】.2 4 N 0 . 5 o e t . 2 0 2 L Y 1 2 铝合金稀土转化膜的成膜过程 高天柱 李久青 北京科技大学材料科学与工程学院 , 北京 1 0 璐 摘 要 利 用 C侧 A l 电偶对 模拟 LY 12 铝合金在饰 盐溶 液 中的成 膜过 程 . 电偶对 在饰盐 溶液 中 , 电偶 电流 由开始的 .0 08 m A 降低 为 .0 0 05 m A , 表明有 阻滞腐蚀的作用 出现 ; 电偶电位随时间 负移 , 这 是腐蚀 反应 中阴极过程受 阻滞 的表 现 . 浸 泡 s h 后 , c u 片上形 成 了一层 黄色膜层 . S EM , E D x 分 析表 明 , C u 片上 形成 了富 含饰 的裂纹 状膜 层 . 关键 词 电偶 对 ; 铝 合金 ; 稀 土转 化膜 分 类号 T G 1 74 .4 4 铬酸盐在铝 及铝合金 的 防护上有着广 泛的 应用 , 但是 由于六价铬有毒 , 对人及环境有很大 的危害 〔1] . 随着各 国对环保 的重视 , 寻找铬酸盐 的替代物质显得越来越重要 . 近期 的研究表 明 , 稀土钵很有希望取 代铬酸盐 , 因 此钵转化膜 的 研究正得 到越来 越多的 关注 口~g .] YL 12 是含铜 的高强铝合金 , 在航 空航 天工 业 中有 着广泛 的应用 , 其 主要 强化相为 c uA L e( )相 , 相对于基体为 阴极相 , 故该合金具 有较 高 的局 部腐蚀敏感性 , 而且很难在其表 面形成 均匀 、 致 密的转化膜层 . 本文利用 C 侧A l 电 偶对 模拟金属基体和 析 出相 , 进一步研究在 YL 12 表 面含钵转化膜 的生成机制 . 1 3 膜层 形貌观察及成分分析 利用 C a m b ir d ge S t e r e os c a n 2 5 O M KZ 型 扫描 电 镜观察铜 片表面膜 的形貌 , 利用 自带 E D X 分 析膜层成 分 , E D X 加速 电压 20 Vk . 1 试验 L l 试验材料 试验材料为 2 号工业纯铝 (9 .6 % ) 和 电沉 积纯铜 . 试验前将试样进行前处理 : 打磨至 8 0() 弃 、 市售去污粉 除油。 去离子水冲洗。 丙酮擦拭 待用 . 1 .2 试验方法 试验溶液 为 c e CI , 溶液 和 c e 伽仪) 。溶 液 . 铜 片和 铝片的面积 比为 1 : 3 , 利用 D L F 电偶腐 蚀 计测定 电偶 电流和 电偶电位 以及 lA , uC 片各 自 的开 路电位 随时间 的变化 . 记 录 lA , C u 片各 自 的开路电位时 , 断开 电偶对稳定 s m in 后 记录 . 收稿 日期 2 001 刁9 一 习4 高天柱 男 , 25 岁 , 硕 士 * 国家 自然 科学基金资助 课题(N 。 , 5 9 7 7 10 67 ) 2 结果与讨论 .2 1 电偶对数据 试验测 得 的 C 侧A l 电偶对在 3 ~ 0 讥 C e CI , 和 3 ~ 。讥 C e伽0 3 ) , 溶液 中的 电偶 电位 随时间 变化 曲线 见图 1 . 由 图可见 , 电偶 电位 随着时间 的变 化而负移 , 这说 明 了 C 侧A l 电偶 电池的 阴 极过程受 到 了 阻滞 . 而且在整 个过程 中 , C u 片 始终 为阴 极 , A I片始终 为阳极 , 电 偶电位位 于 两 者电位之 间 . C u 和 lA 的各 自开路 电位分别 与未偶接时 的相符 . 测得 的 C 侧lA 电偶对 的电偶 电 流随时 间变 化 曲线见 图 2 . 从 图 可 以看 出 , C侧 A l 电偶对在 3 n u 刀。比 C e C I , 溶液 中随时 间的增加 , 电偶 电流 逐渐变小 , 在 1 0 咤o m in 时达到最小值 , 之后 趋于 平稳 . 在 3 ~ O VL C e 伽q ) 。 溶液 中也得 到 了相同的结果 . 这表明 随着时间推移 , 膜层对 电 偶腐蚀 的抑制 作用逐步加强 , 10 0 ~ Zo o m in 后 , 电偶腐蚀 受到显著抑制 . 在开始时 , 电偶 电流有 波动 , 这表 明此 时膜层 正处在生成 和溶解 的 竞 争 中 , 在一定时间后( l o m in) , 膜层 的生成成为 主导 , 膜层逐 渐增厚 , 电偶 电流逐 渐减小 . .2 2 膜层 的形貌和成分分析 将试样取 出后进行 电镜分析 . 可 以发 现 , 在 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2002. 05. 011

526· 北京科技大学学报 2002年第5期 (a）erra 0.2 b 0.2 0.4 一★一Eg 0.4 -■-E -o-Eor(Cu) --Eon(Cu) -0.6 --E(Al0 0.6 -E(Al) 0.8 0.8 -1.00 -10 0 200 400 600800 200400 600800 /min t/min 图1Cu/A1电偶对在铈盐溶液中电偶电位及Cu,Al片各自开路电位随时间的变化.(a)3 mmoVL CeCl溶液； (b)3mmo/L Ce(NO)溶液 Fig.1 Variations of the galvanic potential and open circuit potential of each part of the couple with time in the tested solu- tions 0.10 a 20 (b) 0.08 16 0.06 12 0.04 8 0.02 0.00L 0 200400 600800 200400 600 800 t/min t/min 图2Cu/Al电偶对在铈盐溶液中浸泡的电偶电流随时间的变化.(a)3mmol/L CeCl,溶液：b)3mmo/L Ce(NO,h溶液 Fig.2 Variations of the galvanic current with time in the tested solutions 铜片上形成了一层黄色的膜，图3为铜片的SEM 沉积的协同作用. 表面形貌照片.从图可以看出，在Cu片形成了 比较电偶电流数据发现，由于在阴极铜片 一层龟裂的转化膜（干泥状）.表1列出了膜层 上形成的富含铈的转化膜抑制了阴极反应，使 中各部分的成分及含量.基体(a点)中含有较高 得电偶腐蚀速度大大降低了，这与A J Daven- 量的铈(74.16%)，此外还含有一定量的铝；在裂 pot和Isaacs等人的研究结果是一致的 纹处(b点)，铈的含量有所降低，而铜的含量增 高了，表明此处露出了基体.在基体中A1的存 表1C/A1电偶对浸泡后Cu片上膜层的成分（质量分数） 在说明了Al也发生了沉积，AI和Ce发生了共 Table 1 Composition of the Cu layer of the Cu/Al couple after immersion % 成分 a点 b点 Al 3.49 0.04 Ce 74.16 48.43 Cu 22.35 51.53 2.3LY12铝合金浸泡试验 为了对电偶对试验与真实成膜过程进行比 较，笔者将LY12铝合金浸入到相同浓度的 3mmol/L CeCI,溶液中8h,得到图4所示的开路 电位跟踪曲线.在图4中，LY12铝合金试样放入 图3Cu/AI电偶对在3 mmol/L CeCl溶液中浸泡20h后 Cu表面的SEM留像 溶液后，开路电位随时间逐渐负移.初始的电位 Fig.3 Cu SEM photograph of the Cu/Al couple after 20 h 为-0.61V,500min左右达到-0.74V.与图1(a) of immersion in 3 mmoVL MCeCl,solution 比较，C/A1电偶对的电偶电位初始值为-0.5V

一 5 6 2 北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 5 - 2 2 0 0 2 … ` a ,呱一 ~ 一★ 一一 凡 > 舀 一 6 一 O 一 cE 。。 ( C u ) 之 叫 -0 . 8 一 1 . 0 刁 0 2 0 0 4 0 0 t /m i n 6 0 0 8 0 0 0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 t / m i l 图 1 C u /A l电偶对在 钵盐 溶液 中电偶 电位及 C u , lA 片各 自开 路 电位 随 时间的 变化 . (a) 3 m m o比 C e C L 溶液 ; (b ) 3 m nI 0 ’jIL C e N( 0 3 ) , 溶 液 F ig · 1 Va r ia t i o n s o f t h e g a vl a n i c P o t e n it a l a n d o P e n e i r c u i t P o t e n it a l o f e a e h P a rt o f t h e c o u P l e 初t h it m e i n t h e et s t e d s o lu - ( a ) 一 乍 _ . _ . _ . _ . _ . , 0 , 6 网下 { 矛 ! 12 } 气 火一 _ . _ 置 _ 、心 侧、心日 2 0 0 4 0 0 t / m i n 6 0 0 8 0 0 0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 t / m i n C u / A I 电偶 对在饰 盐溶液 中浸 泡的 电偶 电流 随 时间的 变化 . (a) 3 m m o 比 C e C儿溶 液 ;伪) 3 m m o比 C e (N 0 3 ) 3 溶液 F i g · 2 Va ir a iot n s o f t h e g a l v a n i e c u r er n t 初t h it m e i n t h e t e s t e d s o l u it o n s ls 里兀01 ó卜n翻, 奋几 铜片上形成 了一层黄色的膜 , 图 3为铜片的 S E M 表面形貌照 片 . 从 图可 以看 出 , 在 C u 片形成 了 一层 龟裂的 转化膜 ( 干 泥状 ) . 表 1 列 出了膜层 中各 部分的成 分及 含量 . 基 体a( 点 )中含有较高 量的饰 ( 74 . 16 % ) , 此外还含有一定量的铝 ; 在裂 纹处 伪点 ) , 钵 的含量有 所降低 , 而铜 的含量增 高了 , 表 明此处露 出了基体 . 在基体 中 lA 的存 在说 明了 lA 也发生 了沉积 , lA 和 C e 发生 了共 沉积 的协 同作用 . 比较 电偶 电流数据发 现 , 由于在 阴极铜 片 上 形成的 富含钵 的转化膜 抑制 了阴极反应 , 使 得 电偶腐蚀速度大 大降低 了 , 这 与 A J D vae n - op rt 和 sI a es 等人 四,的研究结果 是一 致的 . 表 1 C u A/ l 电偶对浸 泡后 C u 片上膜 层的成分 (质 t 分数 ) aT b le 1 C o m P o s i iot n o f t h e C u l a界 r o f th e C u l A】e o u Pl e a ft e r i m m e r s i o n % 成分 a 点 b 点 A I 3 . 4 9 0 . 0 4 C e 7 4 . 1 6 4 8 . 4 3 C u 2 2 . 3 5 5 1 . 5 3 图 3 C u A/ l 电偶对 在 3 m m o巩 C e C七溶液 中漫泡 2 0 h 后 C u 表 面的 SE M 图像 F i g . 3 C u S E M P h o ot g r a P h o f th e C u A/ I c o u Pl e a ft e r 2 0 h o f i m m e r s i o n i n 3 m m o 盯L M C e C 13 s o l u ti o n .2 3 L Y 1 2 铝合金浸泡试验 为了对 电偶对试验与真实成膜过程进行 比 较 , 笔 者将 I万 12 铝合 金 浸人 到 相 同浓度 的 3 ~ o比 C e C I , 溶液 中 s h , 得到图 4 所示 的开路 电位跟踪曲线 . 在图 4 中 , L Y 1 2 铝合金试样放人 溶液后 , 开路 电位随时间逐渐负移 . 初始 的电位 为一 O . 6 1V , 5 0 0 m in 左右达到 一 O . 74 V . 与图 1( a) 比较 , C 川A , 电偶对 的电偶 电位初始值 为一 0 . 5 V

VoL24 高天柱等：LY12铝合金稀土转化膜的成膜过程 ·527 800min左右负移为-0.734V,可以看到Cu/A1电 合金元素Cu(1.33%);在白色区域(b点)铜的含 偶对比较真实的模拟了LYI2铝合金在CeCl,溶 量很高(5.54%)，表明这里是含铜金属间化合 液中的行为 物的位置.同时铈的含量也非常高，达到了 将LY12铝合金浸泡在3mmo/L CeCl,溶液 54.26%,说明铈是优先在这些阴极相处沉积的. 中25d,发现在铝合金表面上形成了一层薄的 这与在Cu/AI电偶对试验中得到的结果是一 黄色铈膜.图5为膜层的SEM表面形貌照片， 致的. 图中黑色区域为基体，其上分布着一些白点.表 LY12铝合金中的强化元素，经过淬火时效 2列出了膜层各部分的元素及成分.可以看出， 后，会析出含Cu,Mg等金属间化合物相，分布在 铝合金表面基体上(a点)含有铈(4.62%)，A1的 铝合金基体中.这些金属间化合物（如CuAl相） 含量很高，这是由于基体贡献的缘故，此外还有 相对于铝合金基体具有更正的电位，相当于阴 -580 极.将铝合金浸入到溶液中后，在表面上形成 600 局部腐蚀电池，在阳极区如金属间化合物的附 620 近，发生铝合金的溶解： 治 640 Al→A*+3e 600 在阴极区，如金属间化合物和富Cu,Fe或Si的 680 夹杂上，将发生吸氧或析氢反应： -700 O2+2H,0+4e→4OH.*+2e→H2↑ -720 这些反应都将导致阴极区局部pH值升高，在析 0 100200300 400500 氧的电位下pH≥8时铈的氢氧化物就沉积到这 t/min 图4LY12铝合金在3 mmolL CeCl,溶液中开路电位随 些金属间化合物上6剧 时间的变化 2.4氯离子的影响 Fig.4 Variation of the open circuit potential of LY12 alloy 由图2还发现，在含有CI的CeCl,溶液中 with time in 3 mmol/LCeCl,solution Cu/AI电偶对的电偶电流要大于在无CI离子的 CeNO),溶液中的电偶电流.这是由于CI离子 的存在会在A1阳极表面上发生吸附或者穿透 转化膜和基体相互作用，加速腐蚀的进行.随着 腐蚀的进行，更有利于在阴极形成碱性环境，从 而加速了铈膜的形成.试验结果也证实了这一 点，浸泡在CeCL,溶液中的Cu/Al电偶对的Cu 片上的铈膜更厚，这说明C的存在有利于铈膜 的形成 3结论 图5LY12铝合金在3 mmol/L CeCl溶液中浸泡25d后， (1)通过Cu/Al电偶对模拟试验和LY12铝 表面的SEM图像 合金浸泡试验可以得出，铈是优先在阴极相上 Fig.5 SEM photograph of LY12 alloy after 25 days of im- 沉积的 mersion in 3 mmolL CeCl,solution (2)铈膜的保护作用是由于阻滞阴极反应， 表2LY12铝合金表面膜层的成分（质量分数） (3)CI离子的存在使电偶电流增大，从而加 Table 2 Composition of the conversion coating on LY12 速成膜的作用 aluminum alloy ÷ 成分 a点 b点 参考文献 Al 89.84 44.41 1 Agency for Toxic Substances.Toxicological Profile for Ce 4.62 54.26 Chromium [R].US Publin Health Servie Report,1989 Cu 1.33 5.54 2 Hinton B R W,Arnott DR,Ryan N E.The inhibition of aluminium alloy corrosion by cerous cations [J].Metals

匕 高天 柱2等 L V 4 : 铝 合金 稀土转 化膜 的成膜 过程 2 L 1 Y 一 7 2 5 - 0 0 0 8 n 左右负移 为一 i m . 7 V 4 3 , 可 以看 到 C u/ A I电 偶对 比较真实的模拟 了 YL 12 铝合金在 C e CI , 溶 液 中的行 为 . 将 YL 12 铝合金浸泡在 3 ~ 。比 C e C 卜溶液 中 2 5 d , 发 现在铝合金表面上形成 了一层 薄的 黄色饰膜 . 图 5 为膜层 的 S E M 表面形貌照片 , 图 中黑色 区域为基体 , 其上分布着一些 白点 . 表 2 列 出了 膜层 各部分 的元素及成分 . 可 以看 出 , 铝合金表面 基体上 ( a 点 )含有钵 ( .4 62 % ) , lA 的 含量很 高 , 这是 由于 基体 贡献 的缘故 ,此外还 有 一7 0 0 刁2 0 0 10 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 t / r D】力 图 4 IX 1 2 铝 合金在 3 nI m o 比 C e C 犯溶液 中开 路 电位 随 时 间的变 化 F哈4 Va iar iOt n o f ht e o P e n e i r c u it OP et n iat l Of 1刃 1 2 a l l o y iw ht 行m e in 3 m 口 0 1几 J C e C 犯s o l u it o n 合金元 素 c u( 1 . 3 % ) ; 在 白色 区域 b( 点) 铜的含 量很高 (5 . 54 % ) , 表 明这 里是含铜金属 间化合 物 的位 置 . 同时饰 的 含量 也非 常高 , 达到 了 5.4 2 6% , 说 明钵是优先在这些阴极相处沉积 的 . 这与在 C 川A l 电偶对 试验 中得 到 的结 果是一 致的 . YL 12 铝合金 中的强化元 素 , 经过淬火 时效 后 , 会析 出含 C u, M g等金属 间化合物相 , 分布在 铝合金基体 中 . 这些金属间化合物 (如 C uA 1 2 相 ) 相对 于铝合金基体具有更正 的电位 , 相 当于 阴 极 `10 . 将 铝合 金浸人到溶液中后 , 在表面 上形成 局部腐蚀 电池 , 在 阳极 区 如金属间化合物 的附 近 , 发生铝合金 的溶解 : A lo A I , + + 3 e 在 阴极 区 , 如金属间化合物 和 富 C u , eF 或 is 的 夹杂上 , 将发生 吸氧或析氢 反应 : 0 2+ 2 H 2 0 + 4 0 4 0 H 一 , H+ Z o H Z 卞 这些反应都将导致 阴极 区局部 p H 值升高 , 在析 氧的 电位下 p H 全 8 时柿 的氢氧化物就沉积 到这 些金属间化合物上 `6,s .] .2 4 氮离子的影响 由图 2 还发现 , 在含有 lC 一 的 C e 1C 3 溶液 中 C u/ A I电偶对 的电偶 电流要大于在无 lC 一 离子 的 C e 困0 」 ) , 溶 液 中的电偶 电流 . 这是 由于 lC 一 离子 的存 在会在 lA 阳极 表面上发生吸 附或者穿透 转化膜和 基体相互作用 , 加速腐蚀的进行 . 随着 腐蚀的进行 , 更有利于在 阴极形成碱性 环境 , 从 而加速 了柿膜 的形 成 . 试验结果 也证实 了这一 点 , 浸泡在 C e CI , 溶液 中的 C 川lA 电偶 对的 C u 片上 的钵膜更厚 , 这说 明 lC 一 的存在有利 于饰膜 的形成 . 荀-6 408 淤、叫日. 圈 5 L Y 1 2 铝 合金在 3 m m o 比 C e C L溶液 中漫泡 2 5 d 后 , 表面 的 S EM 图像 F ig · 5 S EM p h o t o g r a Ph o f 】万 1 2 a 】1 0 y a fet r 2 5 d a y s of 恤 - m e sr i o n in 3 m m o l L C e C L s o l u it o n 表 2 L Y 12 铝合 金表面 膜层 的成分 (质 t 分数 ) aT b le 2 C o m P o s i it o n o f ht e e o n v e r s i o n c o a t i n g 0 . L Y 12 a l u m i o u m a l o y % 成分 a 点 一 b 点 A 1 8 9 . 84 礴 4 . 4 1 C e 4 . 6 2 5 4 . 2 6 C u 1 . 33 5 . 5 4 3 结论 ( l) 通 过 C川 A l 电偶对模拟试验 和 YL 12 铝 合金 浸泡试验可 以得 出 , 饰 是优先在 阴极相上 沉积的 . (2 ) 柿膜 的保护作用是 由于阻滞 阴极反应 . (3 )lC 一 离子的存在使电偶 电流增 大 , 从而加 速成膜 的作 用 . 参 考 文 献 1 A g e n e y fo r oT x i e S u b s at n e e s . oT x i e o I o g i e a l P r o if 1 e fo r C hr o m i u m [lR . U 5 Pu bl i n H e a lht S e vr i e R e P o rt , 19 8 9 2 H l n t o n B R W, Am o t D R , yR an N E . hT e ihn i bi ti o n o f a lum i n ium a l l o y e o or s i o n b y e e or u s e iat o n s [J] . M e alt s

·528· 北京科技大学学报 2002年第5期 Foum,1984,7(4):211 7李久青，田虹，卢翠英等，铝和铝合金稀土转化膜碱性 3 Mansfeld F,LinS,Kim S,et al.Corrosion protection of Al 成膜技术).腐蚀科学与防护技术，1998,10(2：98 alloy and Al-based metal matrix composites by chemical 8 Hinton B R W,Arnott DR,Ryan NE.Cerium conversion passivation [J].Corrosion,1989,45(8):615 coatings for the corrosion protection of aluminum [J. 4 Davenport A J,Isaacs HS,Kendig M W.X-ray absorp- Metals Forum,1986(9):162 tion study of cerium in the passive film on aluminium [J]. 9 AldykewiczA J Jr,Isaacs HS,Davenport A J.The inves- J Electorchem Soc,1989,136(6):1873 tigation of cerium as a cathodic inhibitor for aluminum- 5 Mansfeld Florian B,Shih Hong,Wang You.Method for copper alloys [J].J Electrochem Soc,1995(142):3342 Creating a Corrosion-Resistant Aluminium Surface [P]. 10 Scully JR,Knight TO,Buchheit R G,et al.Electrochem- Patent US,No.5194138,1993 ical characteristics of the Al:Cu,Al,Ta and Al Zr intermet- 6刘伯生，抑制铝合金腐蚀的新颖转化膜).国外金 allic phases and their relevance to the localized corrosion 属加工，1992(1少27 of Al alloys [J].Corrosion Science,1993(35):185 Forming Process of Rare Earth Conversion Coatings on LY12 Al Alloy GAO Tianzhu,LI Jiuqing Material Science and Engineering School,UST Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT A Cu/Al galvanic couple was used to simulate the electrochemical behavior of LY12 alumin- um alloy in cerium salt solutions.The galvanic current decreased with time from 0.08 mV to 0.005 mV after immersion in the solutions,which indicates that the corrosion was inhibited.The galvanic potential moved negatively,which shows the cerium film inhibits the cathodic reaction.After 8 h of immersion,a yellow layer was formed on the copper of the galvanic couple.SEM,EDX anslyses show that the layer has a dry mud ap- pearance and contains a mess of Ce. KEY WORDS galvanic couple;aluminum alloy;rare-earth conversion coating

. 5 28 . 北 京 科 技 大 学 学 报 2朋 2 年 第 s 期 F o r u r n , 19 8 4 , 7 (4 ) : 2 1 1 3 M an s fe l d F, L in S , K i m S , e t a l . C o mr s i o n Pr o t e ct ion o f A I a lloy an d A I 一 b a s e d m e at l m a tir x e om P o s iet s by c h e m i e a l P a s s i v at i o n [ J] . C o or s i o n , 1 9 89 , 4 5 ( 8) : 6 15 4 D va e nP 0 rt A J , I s ac s H S , K e n d ig M W. X 一 r a y ab s o pr - t i o n stU dy o f c e ir nUI in ht e P as s ive if lm on a l um in ium [J ] . J E l e oCt cr h e m S 0 e , 19 89 , 13 6 ( 6 ) : 1 8 7 3 5 M an s fe ld F ot ir an B , S h止 oH gn , V自叮g 、 or u . Me t h o d for C er at in g a C or s ion 一 eR s i s st nL t A l u m诚um S u r fa c e [P ] . Pat e in U S , N o . 5 1 9 4 1 3 8 , 1 9 9 3 6 刘 伯生 . 抑 制铝合金腐蚀 的新 颖转 化膜 [J] . 国外金 属加 工 , 1 9 9 2 ( l ) : 2 7 7 李久青 , 田 虹 ,卢翠英等 . 铝和铝 合金稀 土转化膜碱性 成 膜技术 [J] . 腐蚀科学 与 防护 技术 , 19 98 , 10 (2 :) 98 8 H i n t o n B R W, A m o tt D R , yR an N E . C e ir um c o vn e sr i o n e o at i n g s for het c o mr s i o n P r oet ot i o n o f al um i num [J ] . M e t a l s F o r u r n , 19 86 (9 ) : 16 2 9 A I勿 ke w i c z A J rJ, I s娜 s H S , D va e nP o rt A J . hT e in v e s - t ig at i o n o f e e ir um a s a e hat o id e Ihn ib i t o r for ia um l n切m - e 0 PP e r al loy s [J ] . J E l e c tr o c h e m Soc , 1 9 9 5 ( 1 4 2 ) : 3 3 4 2 10 S e u l ly J 凡 肠lgh t T O , B那h e it R G , et a l . E l e e otr e h e m - i e a l e h a r a c et ir st i c s o f l h e A 1 2 C u , A 1 3 aT an d A 13Z r int e n n et - ia li e hP as e s an d ht e ir er l e v an e e ot ht e lco ia 吮d e o mr s i o n o f A I a ll o y s [J ] . C o lr 勺 s ion S e i e n e e , 19 9 3 ( 35 ) : 1 8 5 F o mr ing P or e e s s o f R a r e E a rt h C o vn e r s i o n C o at i n g s o n l笼 12 A I A ll o y G 搜口 厂沁” 艺六u, LI iJ u q ign M at e r ial S c i cen e 阳 d E n g ien r i n g S c h o o l , U S T B e ij in g , B e ij ign 10 0 0 83 , C h in a A B S T R A C T A C 侧A I g a l v a in e e o uP l e w a s u s e d t o s im u l aet ht e e l e e otr e he m i e a l b e h va i o r o f YL 12 a l um in - um al loy in e e r l u rL n s alt s o l u t l o n s . hT e gVal an i e c u 比 e nt d e e er a s e d w iht tha e fr om 0 . 0 8 m V ot o 乃0 5 m V a ft e r In u n e r s i o n in ht e so lut ion s , w h l e h in id c aet s ht a t t h e e o or s i o n w a s i刊比b iet d . hT e g al v an i e P o t e nt i a l m o ve d n e g at i v e ly, w h l e h s h ow s t h e e e r l U比 n if lm i n h lb it s het c a th o d i e er ac ti on . A ft e r 8 h o f u r 匡n e r s i o n , a y e ll o w lay er w a s fo mr e d o n het e o p e r o f ht e g a l v 耐 e e o uP l e . S E M , E D X an s ly s e s s bo w ht a t 阮 lay er ha s a 山下 m 回 aP - P e ar an e e a n d c o n at in s a me s s o f C e . K E Y W O R D S g a l v an i e e o uP l e : a l um l n um a ll o y : r ar e 一 e 别rt h e o n v e r s ion e o at i n g