本文關(guān)鍵詞：鋁合金三價鉻復合轉(zhuǎn)化膜制備及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鋁合金材料因其優(yōu)異的性能在社會各個領(lǐng)域得到廣泛應用,在工業(yè)中使用量僅次于鋼鐵,是有色金屬中使用量最大、應用面最廣的材料。但由于鋁的標準電極電位較負,其合金在使用的過程中易形成原電池而導致基體腐蝕。因此,鋁合金在使用前往往需要經(jīng)過相應的表面處理以滿足其對環(huán)境的適應性,減少腐蝕并延長其使用壽命。鋁合金的表面處理技術(shù)中,化學轉(zhuǎn)化法以其較高的性價比而廣泛被應用。傳統(tǒng)的鉻酸鹽鈍化技術(shù)工藝簡單、成本低廉,其形成的膜層耐蝕性能好,最重要的是生成的膜層具有自我修復能力,在化學轉(zhuǎn)化法中應用最為廣泛,但由于處理液和膜層中均含有的Cr6+具有強致癌作用,且容易對環(huán)境造成二次污染,已被國內(nèi)外限制使用。因此,尋找一種可替代傳統(tǒng)鉻酸鹽鈍化技術(shù)的表面處理方法迫在眉睫,研究和開發(fā)鋁合金的無鉻鈍化及三價鉻鈍化膜工藝,對提高商品競爭力具有重要意義。本文以Cr(NO3)3·9H2O、Na2MoO4·2H2O、NaH2PO4·2H2O為主要成膜物質(zhì),采用浸泡法在5052鋁合金表面制備三價鉻復合轉(zhuǎn)化膜。通過單因素試驗、正交試驗的方法對制備工藝中鈍化液各組分及操作條件進行了最優(yōu)化選擇。在最優(yōu)條件下制備出鋁合金復合轉(zhuǎn)化膜,采用SEM、EDS、XPS對轉(zhuǎn)化膜的微觀形貌、結(jié)構(gòu)及成分進行分析,并對轉(zhuǎn)化膜的成膜機理進行探討；利用中性鹽霧試驗及電化學性能測試對轉(zhuǎn)化膜進行耐蝕性能研究；采用靜態(tài)浸泡腐蝕實驗計算轉(zhuǎn)化膜的腐蝕速率,并以極化曲線及電化學阻抗譜研究轉(zhuǎn)化膜在不同腐蝕時期的電化學行為。單因素試驗及正交試驗優(yōu)化后得到的最佳成膜工藝為：Cr(NO3)3·9H2O的濃度為15g/L, Na2MoO4·2H2O的濃度為10g/L, NaH2PO4·2H2O的濃度為lOg/L, NH4HF2的濃度為0.15g/L, pH值為3.3,溫度為45℃,成膜時間為15min。在此優(yōu)化條件下制備的鋁合金轉(zhuǎn)化膜外觀為藍灰色,耐鹽霧性能達168h；電化學性能測試結(jié)果顯示成膜鋁合金的腐蝕電位較基體正移了273mV,腐蝕電流大幅度減小,極化電阻明顯增大,轉(zhuǎn)化膜耐蝕性能大為提高。在最優(yōu)條件下形成的轉(zhuǎn)化膜均勻、致密,主要有Cr、Mo、P、O、Al、Mg等元素組成,其中Cr是以三價的形式存在,轉(zhuǎn)化膜主要有Cr2O3, Cr(OH)3, MoO3等物質(zhì)組成,表明制備的轉(zhuǎn)化膜為三價鉻轉(zhuǎn)化膜。轉(zhuǎn)化膜的靜態(tài)浸泡腐蝕實驗表明,轉(zhuǎn)化膜能有效減緩鋁合金在腐蝕介質(zhì)中的腐蝕速率,隨著浸泡時間的延長,膜層先是出現(xiàn)裂紋,然后逐漸開裂,最后導致基體表面膜層大面積脫落,膜層破壞后,在基體上形成的腐蝕產(chǎn)物主要有Al、Mg、O等元素組成。利用極化曲線及交流阻抗譜研究轉(zhuǎn)化膜在不同浸泡時間下的電化學行為,發(fā)現(xiàn)隨著浸泡時間的延長,轉(zhuǎn)化膜的腐蝕電位發(fā)生負移,腐蝕電流逐漸增大。
【關(guān)鍵詞】：鋁合金 三價鉻復合轉(zhuǎn)化膜 成膜機理 腐蝕機理
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-16
• 第一章 緒論16-34
• 1.1 研究背景16-18
• 1.1.1 鋁及其合金的特性16-17
• 1.1.2 鋁及其合金的腐蝕17-18
• 1.2 鋁合金的表面防護技術(shù)18-23
• 1.2.1 陽極氧化法19-21
• 1.2.2 微弧氧化21
• 1.2.3 溶膠-凝膠法21-22
• 1.2.4 激光熔覆技術(shù)22
• 1.2.5 薄膜沉積技術(shù)22
• 1.2.6 化學轉(zhuǎn)化膜法22-23
• 1.3 鋁合金化學轉(zhuǎn)化膜法23-32
• 1.3.1 傳統(tǒng)的鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜法23-25
• 1.3.2 三價鉻轉(zhuǎn)化膜法25-26
• 1.3.3 無鉻轉(zhuǎn)化膜技術(shù)26-32
• 1.4 論文研究的目的、意義和主要內(nèi)容32-34
• 1.4.1 論文研究的目的及意義32-33
• 1.4.2 論文研究的主要內(nèi)容33-34
• 第二章 實驗材料及方法34-41
• 2.1 實驗材料34
• 2.2 實驗藥品34-35
• 2.3 實驗儀器35
• 2.4 實驗方法35-38
• 2.4.1 工藝流程35-36
• 2.4.2 實驗方案設(shè)計36-37
• 2.4.3 鋁合金前處理工藝37-38
• 2.4.4 鋁合金表面化學轉(zhuǎn)化膜的制備38
• 2.5 轉(zhuǎn)化膜耐蝕性能檢測38-39
• 2.5.1 硫酸銅點滴試驗38
• 2.5.2 鹽霧試驗38
• 2.5.3 浸泡腐蝕試驗38-39
• 2.6 復合轉(zhuǎn)化膜微觀形貌及成分分析39
• 2.7 電化學測試39-41
• 2.7.1 極化曲線測試39-40
• 2.7.2 交流阻抗譜(EIS)測試40-41
• 第三章 鋁合金三價鉻轉(zhuǎn)化膜制備工藝研究41-53
• 3.1 單因素實驗結(jié)果與討論42-49
• 3.1.1 轉(zhuǎn)化處理液組分的影響42-45
• 3.1.2 工藝操作條件的影響45-49
• 3.2 正交實驗配方優(yōu)化49-52
• 3.2.1 正交實驗設(shè)計49
• 3.2.2 正交結(jié)果分析49-52
• 3.4 本章小結(jié)52-53
• 第四章 三價鉻基復合轉(zhuǎn)化膜性能測試53-71
• 4.1 中性鹽霧試驗53-54
• 4.2 轉(zhuǎn)化膜的微觀形貌、成分及結(jié)構(gòu)分析54-65
• 4.2.1 轉(zhuǎn)化膜表面SEM/EDS分析54-57
• 4.2.2 轉(zhuǎn)化膜截面分析57-61
• 4.2.3 轉(zhuǎn)化膜的XPS分析61-65
• 4.3 轉(zhuǎn)化膜電化學性能研究65-68
• 4.3.1 極化曲線65-66
• 4.3.2 電化學交流阻抗66-68
• 4.4 轉(zhuǎn)化膜成膜機理探討68-69
• 4.5 本章小結(jié)69-71
• 第五章 轉(zhuǎn)化膜的腐蝕行為研究71-81
• 5.1 浸泡腐蝕速率71-72
• 5.2 復合轉(zhuǎn)化膜的腐蝕形貌72-74
• 5.3 轉(zhuǎn)化膜浸泡腐蝕后的電化學性能74-78
• 5.3.1 極化曲線74-75
• 5.3.2 交流阻抗譜圖75-78
• 5.4 腐蝕機理探討78-80
• 5.5 本章小結(jié)80-81
• 結(jié)論與展望81-84
• 結(jié)論81-82
• 展望82-84
• 參考文獻84-89
• 攻讀學位期間發(fā)表的論文與申請的專利89-91
• 致謝91

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