本文關(guān)鍵詞：鋁鋰合金酒石酸—硫酸陽極氧化膜的腐蝕行為及機(jī)理研究

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【摘要】：新型鋁鋰合金較傳統(tǒng)鋁合金具有低密度、高比強(qiáng)度、高比剛度等特點(diǎn),廣泛用于航空領(lǐng)域,可提高飛機(jī)有效載荷和燃油效率。和其他航空鋁合金一樣,鋁鋰合金在腐蝕環(huán)境中易發(fā)生局部腐蝕,需通過陽極氧化表面處理來提高其抗腐蝕能力。本文以AA2099-T8新型鋁鋰合金和酒石酸-硫酸新型陽極氧化工藝(TSA)為研究對(duì)象,采用動(dòng)電位極化、電化學(xué)阻抗譜、中性鹽霧實(shí)驗(yàn)等方法,并結(jié)合場發(fā)射掃描電鏡,研究了TSA陽極氧化膜的腐蝕行為及溫度、酒石酸濃度和封閉處理對(duì)陽極氧化膜耐蝕性能的影響,得到以下結(jié)論:1)AA2099-T8鋁鋰合金中存在大量第二相顆粒,影響陽極氧化行為及膜層結(jié)構(gòu)。其中低Cu的Al-Fe-Mn-Cu-(Li)顆粒陽極氧化速度比鋁基體慢,但其上形成的氧化膜致密、完整;高Cu的Al-Fe-Mn-Cu-(Li)顆粒則在氧化時(shí)迅速溶解,致使TSA膜產(chǎn)生孔洞缺陷,成為誘發(fā)陽極氧化鋁鋰合金發(fā)生局部腐蝕的主要原因之一。2)隨著陽極氧化電解液溫度升高,陽極氧化膜的生長率增大,厚度增加。溫度高于37℃時(shí),在陽極氧化膜表面出現(xiàn)與T1相分布一致的棒狀孔洞,表明T1相上形成的氧化膜更易發(fā)生溶解。隨著溫度的升高,陽極氧化膜的孔隙率升高,其耐蝕性能降低。3)隨著電解液中酒石酸濃度的增加,陽極氧化膜的生長率、厚度呈先增加后降低的趨勢(shì),在酒石酸濃度為0.3 mol/L達(dá)到最大值。酒石酸濃度增加可降低氧化膜的溶解速率,使膜層表面棒狀孔洞減少或消失。酒石酸的加入減小了陽極氧化的孔隙率和表面缺陷,提高了氧化膜的耐蝕性能。4)TSA膜在氫氧化鋰溶液中進(jìn)行封閉處理后,LiH(AlO_2)_2·5H_2O和水合氧化鋁在氧化膜微孔處和外表面沉淀,使氧化膜表面呈現(xiàn)“片層”狀結(jié)構(gòu),氧化膜表面微孔消失。與封閉前相比,封閉膜的E_(corr)從-0.686V提高至-0.464V,i_(corr)從2.363×10~(-8) A/cm~2降低至1.376×10~(-9) A/cm~2。封閉處理后的陽極氧化合金經(jīng)120h中性鹽霧腐蝕后未出現(xiàn)明顯腐蝕。
【關(guān)鍵詞】：AA2099鋁鋰合金 陽極氧化 腐蝕 封閉
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-26
• 1.1 前言10-11
• 1.2 鋁鋰合金研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 鋁鋰合金的發(fā)展歷程11-12
• 1.2.2 鋁鋰合金微觀組織特點(diǎn)12
• 1.2.3 鋁鋰合金腐蝕行為特點(diǎn)12-13
• 1.3 鋁及鋁合金的陽極氧化13-17
• 1.3.1 陽極氧化膜成膜機(jī)理13-15
• 1.3.2 陽極氧化膜的結(jié)構(gòu)及組成15
• 1.3.3 陽極氧化膜的耐腐蝕性能研究15-16
• 1.3.4 陽極氧化的影響因素16-17
• 1.4 常見陽極氧化工藝17-20
• 1.4.1 鉻酸陽極氧化(CAA)17-18
• 1.4.2 硫酸陽極氧化(SAA)18
• 1.4.3 草酸-硫酸陽極氧化(OSA)18-19
• 1.4.4 硼酸-硫酸陽極氧化(BSAA)19
• 1.4.5 酒石酸-硫酸陽極氧化(TSA)19-20
• 1.5 陽極氧化膜封閉處理20-22
• 1.5.1 有機(jī)物封閉20
• 1.5.2 稀土鹽封閉20-21
• 1.5.3 溶膠凝膠封閉21-22
• 1.5.4 微波水合封閉22
• 1.6 陽極氧化膜腐行為的研究方法22-23
• 1.6.1 浸泡實(shí)驗(yàn)22
• 1.6.2 鹽霧實(shí)驗(yàn)22-23
• 1.6.3 極化曲線測(cè)量23
• 1.6.4 交流阻抗實(shí)驗(yàn)23
• 1.7 論文選題依據(jù)及研究內(nèi)容23-26
• 2 實(shí)驗(yàn)材料及方法26-28
• 2.1 表面預(yù)處理26
• 2.2 陽極氧化26-27
• 2.3 封閉處理27
• 2.4 陽極氧化膜的結(jié)構(gòu)與性能表征27-28
• 2.4.1 陽極氧化膜的微觀表征27
• 2.4.2 電化學(xué)實(shí)驗(yàn)27
• 2.4.3 中性鹽霧實(shí)驗(yàn)27-28
• 3 酒石酸-硫酸陽極氧化膜的腐蝕行為及機(jī)理研究28-44
• 3.1 引言28
• 3.2 AA2099-T8鋁鋰合金組織28-30
• 3.3 陽極氧化電流密度-時(shí)間曲線30-31
• 3.4 陽極氧化膜的微觀結(jié)構(gòu)分析31-32
• 3.5 陽極氧化膜的腐蝕行為與腐蝕機(jī)理32-42
• 3.5.1 開路電位結(jié)果及分析32-33
• 3.5.2 動(dòng)電位極化結(jié)果及分析33-34
• 3.5.3 交流阻抗結(jié)果及分析34-38
• 3.5.4 鹽霧實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析38-42
• 3.6 小結(jié)42-44
• 4 陽極氧化工藝對(duì)氧化膜結(jié)構(gòu)及耐蝕性的影響44-58
• 4.1 引言44
• 4.2 溫度對(duì)陽極氧化膜的影響44-50
• 4.2.1 陽極氧化電流密度-時(shí)間曲線44-45
• 4.2.2 陽極氧化膜的微觀形貌（SEM）45-47
• 4.2.3 電化學(xué)阻抗47-48
• 4.2.4 鹽霧腐蝕實(shí)驗(yàn)48-50
• 4.3 酒石酸對(duì)陽極氧化膜的影響50-56
• 4.3.1 陽極氧化電流密度-時(shí)間曲線51
• 4.3.2 陽極氧化微觀形貌（SEM）51-53
• 4.3.3 電化學(xué)阻抗譜53-54
• 4.3.4 鹽霧腐蝕實(shí)驗(yàn)54-56
• 4.4 小結(jié)56-58
• 5 陽極氧化膜封閉后處理及其耐蝕性能研究58-66
• 5.1 引言58
• 5.2 封閉膜的微觀結(jié)構(gòu)表征58-60
• 5.3 封閉膜的腐蝕行為60-65
• 5.3.1 開路電位60-61
• 5.3.2 動(dòng)電位極化61-62
• 5.3.3 電化學(xué)交流阻抗62-65
• 5.3.4 鹽霧實(shí)驗(yàn)65
• 5.4 小結(jié)65-66
• 結(jié)論與展望66-68
• 致謝68-70
• 參考文獻(xiàn)70-78
• 個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果78

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