题目：镁合金表面Zn/Sn叠层的低温热扩散研究

镁合金是一种具有密度小、比强度高、振动阻尼高等性能的轻合金材料，但由于此种材料的耐腐蚀性差而影响了它的工程化应用。采用表面保护可以有效的提高镁合金材料的耐腐蚀性能。 本文在不损害镁合金基体机械性能的前提下，首次尝试了在其上电镀Zn/Sn叠加镀层后，进行低温热扩散（≤200℃）处理以获得镁合金表面保护膜层的新方法。将SEM、XRD、能谱分析、硬度和电化学测试等方法，结合Darken-Garry理论和Mg-Sn、Zn-Sn、Mg-Zn相图，通过镁合金基体上镀层的扩散对镁合金表面Zn/Sn叠加镀层的低温热力学扩散过程进行讨论；结合菲克第一定律对镁合金表面Zn/Sn叠加镀层的低温动力学扩散过程进行分析，探讨了镁合金材料表面镀层的低温热扩散机理。 通过对电镀工艺参数的调整，在镁合金表面获得了较均匀、致密的Zn/Sn叠加镀层；实验发现，在190℃条件下扩散一定时间后，镁合金表面镀锡层和Zn/Sn叠层中的Sn与Mg间都发生了扩散，形成了Mg2Sn化合物；叠层镀层中Sn通过Zn的扩散为一个物理的共熔过程，Mg与Ｚn间没有发生扩散；计算得出190℃条件下Mg由镁基体向Mg-Sn膜层中扩散的扩散系数为0.133×10-15m2/ s；Mg与Sn间相互扩散形成化合物的过程符合间隙扩散的机理。 在Cu和Mg-Li合金基体表面探讨了本方法的可行性，发现该叠层在铜基体上扩散形成的膜层结合较好，膜层的硬度较高，190℃时Cu、Ｍg-Li合金基体上Zn/Sn叠层的扩散分别形成了Cu6Sn5化合物和Mg2Sn化合物。