本文關(guān)鍵詞：氧化石墨烯對AZ31鎂合金微弧氧化膜層耐蝕性的影響

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【摘要】：鎂及鎂合金由于其密度低、比強度高等優(yōu)良的機械性能,被廣泛的用于航空航天、汽車和電子等領(lǐng)域。但是由于鎂及鎂合金的耐蝕性差,限制了其在許多腐蝕環(huán)境下的應(yīng)用。微弧氧化(MAO)作為一種表面處理技術(shù),能在鎂、鋁和鈦等金屬表面原位生成一層陶瓷質(zhì)氧化膜,該氧化膜具有硬度高、耐蝕性和耐磨性好等優(yōu)點。本文通過Hummers法制備了氧化石墨烯(GO),并對其進行測試與表征。隨后,將其添加到AZ31鎂合金MAO所使用的電解液中,從微觀結(jié)構(gòu)、相組成和耐蝕性等方面研究了其對MAO膜層性能的影響。主要結(jié)論如下：(1)合成的GO的平均粒徑和Zeta電位分別為1.14μm和-63.5mV(pH=7)。紫外-可見吸收光譜和X射線衍射結(jié)果表明,合成的GO上存在羥基等含氧官能團。(2)開發(fā)了一種分兩步進行MAO膜層的制備工藝,第一步采用磷酸鈉電解液預(yù)成膜,第二步采用磷酸氫二鈉弱堿性電解液配方。研究了第二步MAO電解液中GO的加入對MAO膜層厚度和耐蝕性等影響。結(jié)果表明,電解液中GO的加入會降低MAO膜層的厚度；當(dāng)電解液中摻入1g/LGO時,MAO膜層的耐蝕性有一定提高；而當(dāng)電解液中GO的含量為2g/L, MAO膜層的耐蝕性下降。(3)采用分兩步進行MAO膜層的制備工藝,第一步仍為強堿性的磷酸鈉電解液預(yù)成膜,第二步采用磷酸二氫鈉弱酸性電解液配方。研究了第二步弱酸性電解液中添加不同濃度的GO,對膜層厚度、微觀結(jié)構(gòu)和耐蝕性等方面的影響。結(jié)果表明：GO加入降低了MAO膜層的厚度和表面孔隙率。EDS和XPS結(jié)果表明GO成功的進入到了MAO膜層,并被部分的還原成了rGO。電化學(xué)測試表明,電解液中GO的加入提高了膜層的耐蝕性；其中,當(dāng)電解液中的GO含量為2g/L時,膜層的耐蝕性最好。
【關(guān)鍵詞】：鎂合金 氧化石墨烯 微弧氧化 耐蝕性
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-16
• 第一章 緒論16-34
• 1.1 鎂及鎂合金16
• 1.2 鎂合金表面處理技術(shù)16-22
• 1.2.1 金屬鍍層17-18
• 1.2.2 轉(zhuǎn)化膜18
• 1.2.3 氫化物涂層18-19
• 1.2.4 陽極氧化19-20
• 1.2.5 氣相沉積20
• 1.2.6 有機/聚合物涂層20-22
• 1.3 微弧氧化22-29
• 1.3.1 微弧氧化過程23-26
• 1.3.2 影響膜層因素26-29
• 1.3.3 膜層特征29
• 1.4 氧化石墨烯29-31
• 1.4.1 石墨烯特性29-30
• 1.4.2 氧化石墨烯特性30-31
• 1.5 選題目的及研究內(nèi)容31-34
• 第二章 試驗方法34-38
• 2.1 試驗材料34-35
• 2.1.1 鎂合金試樣34
• 2.1.2 氧化石墨烯34
• 2.1.3 實驗藥品及試劑34-35
• 2.2 試驗裝置及設(shè)備35-36
• 2.3 氧化石墨烯的表征36
• 2.4 膜層的性能及表征36-38
• 2.4.1 膜層厚度測試36
• 2.4.2 膜層形貌與元素分析36-37
• 2.4.3 膜層相組成分析37
• 2.4.4 X射線光電子能譜分析(XPS)分析37
• 2.4.5 電化學(xué)測試37-38
• 第三章 氯化石墨烯的制備和表征38-42
• 3.1 引言38
• 3.2 氧化石墨烯的制備38-39
• 3.3 結(jié)果與討論39-41
• 3.3.1 粒徑及Zeta電位測試39
• 3.3.2 紫外-可見吸收測試39-40
• 3.3.3 X射線衍射儀分析40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 弱堿性電解液中GO對MAO的耐蝕性影響42-56
• 4.1 引言42
• 4.2 弱堿性電解液配方的確定42-48
• 4.2.1 Na_2HPO_4的濃度確定43-45
• 4.2.2 NaF的濃度確定45-46
• 4.2.3 檸檬酸鈉的濃度確定46-48
• 4.3 結(jié)果與討論48-53
• 4.3.1 電流-時間曲線48-49
• 4.3.2 膜層的形貌與厚度49-50
• 4.3.3 電化學(xué)測試結(jié)果50-53
• 4.4 本章小結(jié)53-56
• 第五章 弱酸性電解液中GO對MAO膜性能影響56-72
• 5.1 引言56
• 5.2 弱酸性電解液配方的確定56
• 5.3 結(jié)果與討論56-70
• 5.3.1 電流-時間曲線57
• 5.3.2 膜層的形貌與厚度57-58
• 5.3.3 膜層微觀結(jié)構(gòu)與元素分析58-62
• 5.3.4 膜層的相組成62-63
• 5.3.5 XPS分析63-65
• 5.3.6 電化學(xué)測試結(jié)果分析65-70
• 5.4 本章小結(jié)70-72
• 第六章 總結(jié)論72-74
• 參考文獻74-80
• 致謝80-82
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文82-84
• 作者和導(dǎo)師簡介84-86
• 附件86-87

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 韓強;郭瑞光;;AZ31B鎂合金表面釩/鋯復(fù)合轉(zhuǎn)化膜[J];材料保護;2014年05期

2 陶學(xué)偉;王章忠;巴志新;孔時瀟;胡期翔;;鎂合金離子注入表面改性技術(shù)研究進展[J];材料導(dǎo)報;2014年07期

3 李思思;馬捷;賈平平;魏建忠;;AZ31鎂合金表面化學(xué)氣相沉積鎢涂層工藝及其耐蝕性和耐磨性[J];中國表面工程;2014年01期

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本文編號：624041