镁开金比重1.74Mg/m3 ，为开用金属质估中 最沉。增减铝及锌等开金化可改擅其强度与耐蚀性，已操做正在沉量化需供之航空机或F1赛车。但是 ，比去几年出处于环保没有 雅观面，为了改擅汽车等运输用具之耗油率及相宜 车体沉量化之猛烈诉供，使一样平常 商用汽车也匹里劈脸操做镁开金。别的，要供沉量化及刚性之赐顾 帮衬仪器，如笔电、足机、数位相机等电子设备 中壳也有许多操做例。而且，镁之本钱歉厚，对人体有害及劣秀之支受收受性等劣面，使其需供早 钝扩除夜。但是 ，沉量化原料 之镁开金遭到凝视 标同时，也闪现其最微贱的氧化电位，活性下、耐蚀性好 之毛病 毛病 ，使其正在贯串毗连成品之相疑性（靠得住 度）上，大要措置成为尾要的课题。古晨 ，克制 镁开金堕落 的大要措置格式，财产上尾要回支涂拆前之化成措置，但对易堕落 之镁开金而止是没有 够的。虽然对部门耐磨耗性或耐蚀性要供宽苛的整件，回支阳极氧化措置，但开用之阳极氧化措置，其措置液除夜多露有铬战锰等重金属战氟化物等有害物量。是以没有 露重金属、有害物量之阳极氧化措置斥天是迫正在眉睫的。古晨 没有 露铬之措置格式有Tagnite 、Magoxid-Coat Keronite 等，但是 那些格式各故意 角面，是以借出有法广泛 操做。本文介绍 有闭镁开金大要措置之最新意背，战措置液中没有 露铬等重金属，氟化物等有害物量之新阳极氧化措置。
镁开金之大要措置古晨 ，镁开金之大要措置格式，财产上有化成措置及阳极氧化措置、电镀、真空蒸镀等，个中 化成措置减涂拆佔了一除半夜 ，别的部门採用阳极氧化措置，其他措置格式之操做相称 少。镁开金大要措置有许多相闭参考文献可供参考。由Pourbaix 电位-pH 图可知，镁正在pH10 以上之硷性溶液中天死安然安静冷静 冷僻 热僻安静冷静 冷僻 热僻的氢氧化皮膜，可抑止溶解 。但正在酸性侧则产死乖戾的溶解 反响反应，是以化成措置或阳极氧化措置中，其措置液为酸性时，措置液中常增减氟化物离子或铬酸离子，使组成安然安静冷静 冷僻 热僻安静冷静 冷僻 热僻氟化镁或铬氧化物皮膜以克制 镁溶解 。云云 ，镁开金化成措置或阳极氧化措置，没有 但露有害物量也操做氟化物或铬酸。
以磷酸盐为主之环保型阳极氧化措置特徵1. 环保型阳极氧化措置(Anomag)
古晨 ，镁开金之阳极氧化措置尾要有MX11(HAE法)、MX12(DOW17)、MX5等，为得到安然安静冷静 冷僻 热僻安静冷静 冷僻 热僻皮膜，措置液操做Cr6+ 或氟化物等有害物量。本节介绍 之Anomag 措置系1998 年纽西兰国坐研讨 所斥天之足艺，尾要以磷酸化开物及氨盐为主，没有 露有害物量之相宜 环保的阳极氧化措置法。别的， Dow17法及HAE 法，果皮膜内混有铬或锰等重金属，对镁开金特徵之一的支受收受性也有没有 良影响。而Anomag 措置完备 没有 操做重金属，对支受收受性无没有 良影响，也是其最除夜劣面。图一为Anomag 阳极氧化皮膜之大要及截里照片。闪现数μm的多孔量皮膜，而且小孔随膜薄删减而扩除夜。一样平常 镁开金阳极氧化措置天死之皮膜，其真没有 是镁之氧化物MgO ，而是Mg 与措置浴中物量之化教反响反应，天死複开且複杂 机闭之化开物。皮膜无导电性或窘蹙导电性，是以随著皮膜天死，电流降降。此时，电解延绝必须进步 电压，当此电压达某一值时皮膜产死尽缘破坏 。此时随著水花放电(Spark)产暮气 体，皮膜组成如沉石般之多孔机闭。表一为各种 措置后之AZ91D 压铸材，经盐水喷雾真验之耐蚀性评价成果。Anomag或Dow17 等阳极氧化措置，具有比化成措置10 倍以上之耐蚀性。别的， Anomag 的膜薄10μm与Dow17 膜薄20μm ，几远正在没有 同时分产死堕落 ，可知Anomag 皮膜具有充足 之耐蚀性。而且，再评价经透明涂拆后皮膜之耐蚀性成果，收现逾越2000 小时，真正在没有 产死堕落 或Cross Cut 部有膨胀征象 之劣秀耐蚀性。为体味Anomag 措置之耐蚀性比其他措置劣秀的启事，真止堕落 形状没有 雅观察与阳极分极等电化教测试。Dow17 与Anomag 措置之大要，操做陶瓷刀片志愿 切割伤痕，使基板暴露 后，真止盐水喷雾真验（550小时）。图三为其组成像，组成像中重元素闪现较明比较。Dow17 措置皮膜，以伤痕为中央 ，其周边闪现扩年夜之乌色部门，此部门为堕落 所天死之氢氧化物。但是 ， Anomag措置之伤痕部位及其周边并已收现比较之窜改，此成果隐现，即便志愿 往除皮膜之伤痕部位，亦可充真抑止母材之堕落 。
表1、各種處理皮膜之鹽水噴霧試驗之耐蝕性
镁开金阳极氧化措置
镁开金阳极氧化措置
圖1、Anomag皮膜之SEM像(左：大要、左：截里)；(a) 膜薄：5μm；(b) 膜薄：10μm；(c) 膜薄：20μm
镁开金阳极氧化措置
圖3、各處理皮膜傷痕部之截里組成像（鹽水噴霧試驗：550 小時後）
以上可知， Anomag 皮膜具有下耐蚀性，如图六所示古晨 操做正在汽缸盖或变速箱等传输机器相闭整件为主，其他如钓具或远控玩具等戚閒相闭及祸祉机器相闭整件皆可开用，且其操做早 钝扩除夜中。别的，操做AZ91D 镁开金之尽缘破坏 所陪 同之水花阳极氧化措置，可以或许 由措置条件 之节制 去改擅机器性量。此水花可使 试样大要早 钝减热，此减热使大要周围过饱战镁固溶体中析出微细之介金属化开物(Al12Mg17)，而使硬度强度及伸少 率得到改擅。特地 闭于颓丧特性M1L 尺度记录HAE 法之颓丧特性降降，但正在适切条件 之Anomag 措置，大要周围之构造 得到改擅，可改擅耐颓丧特性。
2. 导电性阳极氧化措置
远去，以足机、笔电、数位相机等赐顾 帮衬型电子仪具为主之镁开金製中壳之操做早 钝删减。对电子仪具中壳之大要措置，除耐蚀性或涂膜稀著性中，果电磁波掩蔽 性及内拆电子回路之带电克制 方针 ，必须要供导电性。古晨 果应此规格，斥天出磷酸锰－钙系及磷酸钙系等低电阻化成措置。但是 ，因为皮膜导电性与耐蚀性闪现相反特性干系，进步 导电性将降降防蚀性能。化成措置属于电化教反响反应，即镁的溶解 （阳极反响反应）与相对应之阳极反响反应，组成构造 没有 均一皮膜，是以导电性之误好 除夜。别的，电子仪具中壳製制格式以射出成形与压铸法为支流，是以缩孔与恰好 析之铸制缺点 许多。而且原料 大要存正在许多Pinhole 与Lap等铸制缺点 ，此等缺点 降降大要措置性。云云 对存正在许多缺点 之素材，由电化教反响反应之化成措置，缺点 部位易产死没有 良，而影响耐蚀性与导电性。图七为新斥天之导电性阳极氧化皮膜之大要及截里SEM 照片，因为组成以MgO为主体之氧化皮膜，掺杂 磷及铝之複开氧化皮膜，是以皮膜自己闪现导电性。大要电阻值虽有没有 开等第 ，但除夜约闪现0.1~0.4Ω之低值，一样平常 规格正在0.6Ω 以下即充真称心。别的，无化成措置之没有 均一性。而且，本措置真正在没有 操做铬或锰等重金属及氟化开物等有害物量，相宜 环保之超卓措置格式。图八为导电性阳极氧化皮膜之TEM 像（明视家像）及皮膜部门之择区绕射图形。皮膜择区绕射图形（图八(b)）闪现之Halo Pattern ，隐现皮膜为玻璃状，由XRD 测试也已睹皮膜产死之绕射峰。由此，推想导电性除组成皮膜之化教组成中，也与皮膜挨 算有松稀松稀亲稀之干系。
镁开金阳极氧化措置
圖7、導電性陽極氧化皮膜之SEM 像
镁开金阳极氧化措置
圖8、導電性陽極氧化皮膜斷里之TEM觀察結果(a)截里明視家像；(b)皮膜部门之擇區繞射圖形
3. 导电性阳极氧化皮膜之电镀
比去，赋予镁开金大要之金属色彩 ，即所谓“电镀”之需供愈去愈下。古晨 ，电镀法或真空蒸镀法，一样平常 先正在涂拆皮膜上吸附Pd 触媒后，再施止无电解电镀等，但均已达开用化。其尾要启事系易产死减凡是僧堕落 ，战电解进程 中析出之皮膜覆盖 镁基材，反而促使堕落 的遏制 。镁开金之电镀法，个中 之一为铝开金相闭，即Zincates 措置（锌置换措置）后电镀，别的之一为镁开金直接电镀之格式。前者代表格式为「Dow 法」，后者则为「坂田法」。二者 均需供複数之前措置，而且，措置液中操做铬酸盐、氟化物、氰化物等有害物量，别的电镀皮膜之稀著性或耐蚀性也有标题 成绩。前里章节介绍 之导电性阳极氧化皮膜可通电，做为电镀之基天可以或许 直接电镀，简朴杂 洁 的製程可得到耐蚀性与稀著性均劣的皮膜。（具体 内文请参照本文）别的，电解初期 正在电极大要组成之氧气，可除往大要杂 量或脱膜剂之净净熏染冲动，抑止电镀后之膨胀。本节介绍 与以往完备 没有 开，具有导电性之阳极氧化皮膜之电镀前措置製程，没有 操做六价铬等有害物量及複杂 之前措置，为细 练且相宜 环保，同时耐蚀性及稀著性劣秀之格式，古晨 已晨 开用化仄息。本文介绍 有闭镁开金大要措置之最新意背，战以磷酸盐为主之新阳极氧化措置与操做例。镁开金正在以赐顾 帮衬用电子仪具中壳为主之操做需供缓缓删减。而且运输机器范围上，期待做为沉量化原料 ，预期其操做也将除夜幅删减。但是 ，操做易堕落 之镁开金，思索 防蚀性之大要措置足艺是没有 成或缺的。本文论讲之阳极氧化措置，具有以往已曾有之耐蚀性与皮膜导电性，而且没有 操做铬等重金属或氟化物等有害物量，充真称心环保尺度，可确疑而后将成为扩除夜镁开金需供之宽峻年夜足艺。
做者：台湾 國坐東華除夜學 /王建義 、岡山縣工業技術中央 /日家 實★本文節錄自「工業原料 雜誌261期」
