【摘要】：本論文采用配方均勻設計試驗方法,選用工業(yè)應用較廣的AZ91D鎂合金及純鎂作為基體,研究其在硅酸鹽-鋁酸鹽復合電解液體系中進行微弧氧化后所得膜層的性能,并對電解液進行優(yōu)化。首先以電解液組分Na2SiO3(x1)、NaAl O2(x2)、NaOH(x3)以及KF(x4)作為自變量,建立與AZ91D鎂合金、純鎂的微弧氧化膜層的膜厚(μm)、點滴完全變白時間(s)、以及腐蝕電流密度(A/cm2)三組試驗指標之間的三元二次與四元一次回歸方程模型。而后對回歸方程進行顯著性檢驗與規(guī)劃求解,得出理論上的各指標最佳值。最后對不同工藝下的試驗方案進行直觀分析與綜合分析。通過對AZ91D鎂合金微弧氧化膜層試驗指標的回歸分析發(fā)現(xiàn),當電解液中只存在硅酸鈉與氟化鉀時,且當硅酸鈉比列為0.334,氟化鉀比例為0.666時,AZ91D膜厚到達最大值為28.3μm;當電解液中只存在硅酸鈉與氟化鉀時,當硅酸鈉比例為0.386,氟化鉀比例為0.614,AZ91D點滴耐蝕性更好,時間達到133 s。由于試驗指標腐蝕電流密度兩組回歸方程雖然顯著,但結(jié)果并不吻合,所以不能作為分析標準。對AZ91D鎂合金微弧氧化膜層試驗指標的直觀分析發(fā)現(xiàn),KF的增加對膜層的生長具有一定的促進作用,可提高微弧氧化膜層的厚度;膜厚是影響點滴耐蝕性的重要因素之一;經(jīng)過微弧氧化處理過后的膜層腐蝕電流密度比基體降低1~2個數(shù)量級。通過對純鎂微弧氧化膜層試驗指標的回歸分析發(fā)現(xiàn),當電解液中只存在氟化鉀時,純鎂膜層厚度最大,為85μm左右,且點滴耐蝕性最佳,點滴完全變白時間達到73 s;而對試驗指標自腐蝕電流密度分析的兩組回歸方程均不顯著,同樣不能作為分析標準。對純鎂微弧氧化膜層試驗指標的直觀分析發(fā)現(xiàn),KF的增加雖可以提高膜層厚度,但會影響膜層表面的光滑、平整性;經(jīng)過微弧氧化處理過后的膜層腐蝕電流密度比基體降低2~4個數(shù)量級。因此,根據(jù)以耐蝕性為主兼顧膜層厚度的原則,無論對于AZ91D鎂合金或純鎂而言,3#試驗方案所制得的膜層性能最優(yōu),其配方比例為硅酸鈉0.450,鋁酸鈉0.009,氫氧化鈉0.307,氟化鉀0.234,復合電解液具體濃度為硅酸鈉20.25 g/L,鋁酸鈉0.11 g/L,氫氧化鈉4.61 g/L,氟化鉀10.53 g/L。
【圖文】：

提高微弧氧化膜層的厚度與生長速率。等人對 ZK60 鎂合金在硅酸鹽體系中制備出了膜厚可達到 164.8在研究微弧氧化膜層截面形貌時指出：微弧氧化膜層一般是由密層兩部分組成，其中疏松層內(nèi)部多為孔狀結(jié)構(gòu)，而致密層與 1.1 所示，微弧氧化表面是由許多類似“火山口”的組織堆積還會存在少量的微裂紋及細小的擊穿孔。這些微裂紋與擊穿孔供了通道，嚴重影響了基體的耐蝕能力。故微裂紋與孔洞的數(shù)材料耐蝕性越好，為基體提高更好的防腐蝕能力。

為基體提高更好的防腐蝕能力。圖 1.1 微弧氧化膜層的表面形貌Fig 1.1 Surface morphologies of MAO coatings分分析與 XRD 物相分析所示，膜層主要由 MgMg 為基體元素，其余均為電解液元素；如圖 1 與 Mg2SiO4兩種物相組成。
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG174.4

【參考文獻】

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本文編號：2536783