微弧氧化技術(shù)是近年來公認(rèn)的最有前途的鎂合金表面處理方法。這種方法采用電化學(xué)氧化處理結(jié)合溶液中高電壓下的火花放電處理。通過高壓下的火花放電處理,金屬的耐磨性、耐蝕性、機械強度以及電絕緣性都得到了很大的提高。研究鎂合金微弧氧化處理的控制工藝,探討陶瓷膜的生長特征以及腐蝕行為,對于促進微弧氧化技術(shù)的應(yīng)用,具有十分重要的意義。 本論文采用電化學(xué)方法結(jié)合表面形貌結(jié)構(gòu)分析方法,對堿性硅酸鹽溶液中制得的鎂合金微弧氧化膜的生長特征、腐蝕行為進行了研究,建立了微弧氧化膜的結(jié)構(gòu)與電化學(xué)行為之間的相關(guān)性,并探討了微弧氧化膜的生長機制和腐蝕機理。 研究發(fā)現(xiàn)鎂合金的微弧氧化,大體上經(jīng)歷了鈍化膜生長階段、微火花氧化膜階段和弧光氧化膜階段。各個階段得到膜層的厚度、表面形貌、結(jié)構(gòu)組成以及電化學(xué)特征有較大的差異。 針對微弧氧化過程的特征現(xiàn)象——火花放電現(xiàn)象進行了探討。發(fā)現(xiàn)火花放電不僅改變氧化膜的表面形貌結(jié)構(gòu),還能夠促進氧化膜表面硅、氧元素的富積,并使火花放電區(qū)域的表面電位正移。而且氧氣對電火花的尺寸和放電的劇烈程度具有重要的影響。 微弧氧化處理后的鎂合金在侵蝕性介質(zhì)中的腐蝕過程分為兩個階段,初期的氧化膜破壞階段和后期的膜下基體腐蝕階段,在兩個階段中,試樣呈現(xiàn)出不同的電化學(xué)行為。 另外,對大氣環(huán)境中,有 NaCl 液滴存在時,鎂合金及微弧氧化試樣表面短期的腐蝕行為進行了初步的比較研究。對鎂合金來說,液滴下的腐蝕區(qū)域可以長時間保持不變,而對于微弧氧化試樣來說,表面疏松層的存在使得液滴很快滲入氧化膜并逐漸散開,相應(yīng)的腐蝕區(qū)也逐漸擴大。 最后,研制了兩種新型的微弧氧化配方,并對新配方制得的鎂合金微弧氧化膜的性能進行了初步的比較研究。
【學(xué)位單位】：中國科學(xué)院研究生院（海洋研究所）
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2005
【中圖分類】：P734
【部分圖文】：

圖 2.1 鎂合金微弧氧化裝置圖源 2.控制器 3.攪拌器 4.工作電極 5.輔助電極 6.氧化槽 7.冷卻槽 8.電解水浴Fig 2.1 Schematic diagram of micro-arc oxidation setup

還會影響膜層的表面形貌。如圖2.6 所示，溫度不同，氧化陶瓷層的表面形貌差別比較大。氧化液溫度越高，膜層的表面越粗糙，放電形成的孔洞也越大，致密性越差。同時，可以看出氧化液溫度越高，鎂合金表面氧化膜的生長越不均勻。這與氧化液溫度高，電擊穿過程中產(chǎn)生的高熱量不易散出，膜層內(nèi)部因高溫作用而熔融的物質(zhì)冷卻速率低，不易冷卻凝結(jié)有關(guān)。熔融物難于凝結(jié)，局部長時間持續(xù)放電氧化，使得電極表面電流密度分布不均勻，導(dǎo)致膜層的生長速度不均勻。相比而言，氧化液溫度不超過 20℃，得到的氧化膜表面比較

圖 2.8 氧化液體積/電極面積比對膜層表面形貌的影響(a) 50ml (b) 100ml (c) 200ml (d) 300ml (e) 1000mlFig.2.8 Effects of the ratio of solution volume to anode area on the morphologies of ceramic c(a) 50ml (b) 100ml (c) 200ml (d) 300ml (e) 1000ml

【引證文獻】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 尚偉;AZ91D鎂合金微弧氧化—溶膠凝膠復(fù)合膜層制備及其耐蝕性[D];中南大學(xué);2011年

2 劉渝萍;基于半導(dǎo)體電化學(xué)理論的鎂合金陽極氧化成膜機制研究[D];重慶大學(xué);2011年

3 趙立臣;生物醫(yī)用純鎂和Mg-Zn合金微弧氧化陶瓷涂層的制備及性能研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2010年

4 趙暉;鎂合金的微弧氧化及真空高能束流處理研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 易傳貴;鈦合金表面高溫高發(fā)射率膜層的制備及剪切性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

2 袁芳;鎂合金與鋁合金連接腐蝕行為的研究[D];西安理工大學(xué);2006年

3 陳昌華;鎂合金環(huán)保型等離子體電解氧化工藝及膜層性能研究[D];西華大學(xué);2008年

4 李玲玲;AZ91、AZ31和AM60鎂合金微弧氧化工藝及膜層性能的研究[D];湖南大學(xué);2008年

5 楊飛;鎂合金微弧電泳復(fù)合膜層的結(jié)合力與耐蝕性研究[D];西安理工大學(xué);2008年

6 陳娟;鎂鋅基合金表面復(fù)合涂層制備及生物特性研究[D];鄭州大學(xué);2009年

7 楊瀟薇;鎂鋰合金陽極氧化成膜及其耐蝕性能研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

8 孫明;工藝參數(shù)對鎂合金表面處理的影響[D];北京交通大學(xué);2010年

9 宮偉興;鎂合金與鎂基復(fù)合材料微弧氧化涂層的制備及其耐蝕性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

10 趙瑞強;溶膠涂覆與微弧氧化制備鎂合金陶瓷膜的研究[D];沈陽理工大學(xué);2012年

本文編號：2807429