【摘要】：采用外加電場微弧氧化技術(shù)實(shí)現(xiàn)自封孔,并研究了不同孔結(jié)構(gòu)膜層的耐蝕性能;討論了封孔過程中膠體運(yùn)動(dòng)-電位-孔結(jié)構(gòu)之間的規(guī)律性關(guān)系,評(píng)價(jià)了自封孔后膜層腐蝕性能。結(jié)果表明:膜層中的多孔結(jié)構(gòu)是腐蝕介質(zhì)的通道,自封孔后耐蝕性能提高。此外,耐蝕性與孔隙率及封孔填充物的成分和形態(tài)具有極大的相關(guān)性。通過調(diào)整外加電場強(qiáng)度和時(shí)間可以實(shí)現(xiàn)對(duì)自封孔的調(diào)控,從而改善耐蝕性能。
【圖文】：

?0g/L、氟化物24g/L、EDTA-2Na1.5g/L、鋯鹽6g/L，調(diào)節(jié)其pH=8~9，采用自主研制的MAO-100D型100kW全自動(dòng)觸摸式微弧氧化電源和冷卻恒溫裝置控制系統(tǒng)。其主要參數(shù)為輸出電壓范圍0~800V，輸出電流范圍0~150A，占空比調(diào)節(jié)范圍5%~95%，頻率調(diào)節(jié)范圍100~2000Hz；外加電場裝置采用CX-150A型直流電源，，電壓范圍為1000~15000V。實(shí)驗(yàn)時(shí)先打開外加電場裝置，分別調(diào)節(jié)電壓為0、1000、3000、5000V，調(diào)節(jié)微弧氧化電源頻率500Hz，占空比15%，實(shí)驗(yàn)的終止電壓360V，處理時(shí)間18min，體系溫度控制在30℃以下。外加電場-微弧氧化示意圖如圖1所示。采用掃描電子顯微鏡(SEM，S4800型)結(jié)合能譜觀察分析膜層的微觀形貌，利用ImageJ軟件對(duì)膜層表面微孔的大小及孔隙率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，每次測量10個(gè)微孔尺寸取平均值作為微孔孔徑；利用Photoshop軟件將SEM圖片轉(zhuǎn)換為黑白圖片，即有孔的區(qū)域轉(zhuǎn)換成黑色，無孔區(qū)域轉(zhuǎn)換成白色，然后利用ImageJ軟件計(jì)算黑色區(qū)域所占的比例，即為膜層孔隙率，其測定過程具體如圖2所示。陶瓷膜的相組成采用X射線衍射儀(XRD)分析，掃描角度為20o~80o，掃描步長為表1AZ91D鎂合金的化學(xué)成分Table1ChemicalcomponentsofAZ91Dmagnesiumalloy(ω/%)AlZnMnSiCuNiMg8.500.550.300.100.300.002Bal.圖1外加電場-微弧氧化裝置示意圖Fig.1Schematicofexternalelectricfield-microarcoxidationdevice圖2膜層孔隙率的測定方法Fig.2Determinationofporosityofcoatings:(a)originalSEMimageand(b)afterconversion0.02o，掃描速度1o/min，檢測時(shí)采用銅靶。采用馬爾文Zetasizer納米粒度儀測試電解液中Zr(OH)4膠體粒子的Zeta電位，每組測量5次取平均值作為其Zeta電位值。通過極化曲線來表征膜層的耐蝕性。選擇德國的IM6e型電化學(xué)工作站

?、1000、3000、5000V，調(diào)節(jié)微弧氧化電源頻率500Hz，占空比15%，實(shí)驗(yàn)的終止電壓360V，處理時(shí)間18min，體系溫度控制在30℃以下。外加電場-微弧氧化示意圖如圖1所示。采用掃描電子顯微鏡(SEM，S4800型)結(jié)合能譜觀察分析膜層的微觀形貌，利用ImageJ軟件對(duì)膜層表面微孔的大小及孔隙率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，每次測量10個(gè)微孔尺寸取平均值作為微孔孔徑；利用Photoshop軟件將SEM圖片轉(zhuǎn)換為黑白圖片，即有孔的區(qū)域轉(zhuǎn)換成黑色，無孔區(qū)域轉(zhuǎn)換成白色，然后利用ImageJ軟件計(jì)算黑色區(qū)域所占的比例，即為膜層孔隙率，其測定過程具體如圖2所示。陶瓷膜的相組成采用X射線衍射儀(XRD)分析，掃描角度為20o~80o，掃描步長為表1AZ91D鎂合金的化學(xué)成分Table1ChemicalcomponentsofAZ91Dmagnesiumalloy(ω/%)AlZnMnSiCuNiMg8.500.550.300.100.300.002Bal.圖1外加電場-微弧氧化裝置示意圖Fig.1Schematicofexternalelectricfield-microarcoxidationdevice圖2膜層孔隙率的測定方法Fig.2Determinationofporosityofcoatings:(a)originalSEMimageand(b)afterconversion0.02o，掃描速度1o/min，檢測時(shí)采用銅靶。采用馬爾文Zetasizer納米粒度儀測試電解液中Zr(OH)4膠體粒子的Zeta電位，每組測量5次取平均值作為其Zeta電位值。通過極化曲線來表征膜層的耐蝕性。選擇德國的IM6e型電化學(xué)工作站，采用三電極體系進(jìn)行檢測，其中試樣為工作電極，測試面積為1cm2，飽和甘汞電極為參比電極，鉑片為輔助電極。腐蝕介質(zhì)為3.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))NaCl水溶液，其溫度25℃。將試樣浸泡在腐蝕介質(zhì)中0.5h使開路電位穩(wěn)定，掃描速度為10mV/s，掃描區(qū)間為-2～0V。每組試樣重復(fù)測量3~5次，以保證實(shí)驗(yàn)的可靠性。采用中性5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))NaCl溶液對(duì)微弧氧化后的試樣進(jìn)行耐蝕性檢
【作者單位】： 長安大學(xué);山東交通學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(51301022) 陜西省自然科學(xué)基金(2016JQ5032)
【分類號(hào)】：TG174.4

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本文編號(hào)：2542208