【摘要】：為了提高鋁合金的耐蝕性,鋁合金表面處理技術(shù)顯得尤為重要。傳統(tǒng)的鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜由于環(huán)保限制而逐步禁用,稀土轉(zhuǎn)化膜和硅氧烷膜等環(huán)境友好的轉(zhuǎn)化膜工藝正在快速發(fā)展,并有望替代鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜。本文采用鈰鹽/硅氧烷順序沉積法,制備出性能優(yōu)于現(xiàn)有同步摻雜法的復(fù)合膜,并在保證耐蝕性的條件下制備出超疏水膜,滿(mǎn)足了苛刻環(huán)境對(duì)鋁合金表面工藝提出的新要求。本文采用3D顯微鏡、SEM、EDX等形貌觀測(cè)方法,以及腐蝕電位、電化學(xué)阻抗(EIS)、電化學(xué)噪聲(ECN)等電化學(xué)測(cè)試技術(shù),探討了6063鋁合金在3%NaCl中的局部腐蝕規(guī)律。發(fā)現(xiàn)6063鋁合金主要發(fā)生以點(diǎn)蝕為代表的局部腐蝕,其中Mg2Si、AlFeSi等金屬間化合物作為點(diǎn)蝕引發(fā)源。在試樣浸入溶液的前20h內(nèi)蝕點(diǎn)基本得到穩(wěn)定化,隨著孔內(nèi)陰極相的暴露,自腐蝕電位略微正移。后期由于孔內(nèi)陰極相的剝離,導(dǎo)致蝕孔生長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)力下降,蝕孔擴(kuò)展速率下降。電化學(xué)噪聲監(jiān)測(cè)表明:此時(shí)電位噪聲曲線(xiàn)中出現(xiàn)較多的負(fù)向跳變瞬態(tài)峰。本文還探討了CeCl3濃度、H2O2濃度和沉積時(shí)間等因素對(duì)鈰鹽轉(zhuǎn)化膜耐蝕性能的影響,并優(yōu)化了膜的制備工藝。極化曲線(xiàn)和交流阻抗測(cè)試表明:在腐蝕初期鈰鹽轉(zhuǎn)化膜有一定的防護(hù)效果,但在3%NaCl中浸泡一個(gè)星期后,表面即會(huì)出現(xiàn)大量點(diǎn)蝕坑,說(shuō)明鈰鹽轉(zhuǎn)化膜的長(zhǎng)期耐蝕性有限。通過(guò)優(yōu)化鈰鹽摻雜硅氧烷復(fù)合膜的制備工藝,在鋁合金表面上制備出耐蝕性能較好的鈰鹽/硅氧烷復(fù)合膜。電化學(xué)測(cè)試與微觀形貌分析表明:鈰鹽的加入雖然能抑制膜下鋁合金基體的點(diǎn)蝕形核速率,但卻降低了硅氧烷膜層的電阻,破壞了其物理隔絕性能。為了發(fā)揮鈰鹽和硅氧烷各自的優(yōu)點(diǎn),本文提出了采用鈰鹽/硅氧烷順序沉積法制備復(fù)合膜,并與現(xiàn)有的鈰鹽摻雜硅氧烷法以及先硅氧烷后鈰鹽法制備的復(fù)合膜進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)順序沉積法制備的復(fù)合膜極化電阻高達(dá)2.16×107Ω,較摻雜法和硅氧烷/鈰鹽法明顯提高,這是因?yàn)殁孄}/硅氧烷順序沉積法中,優(yōu)先沉積的鈰鹽膜能增強(qiáng)鋁基體與硅氧烷的結(jié)合,同時(shí)由于外層硅氧烷膜的包裹,由離子遷移造成的膜層破壞及鈰鹽的溶出損失也受到了抑制。本文還首次采用雙-?-[三-(乙氧基)硅丙基]四硫化物(BTSPS)硅氧烷作為低表面能物質(zhì),修飾在經(jīng)0.08M H2C2O4/3.7%HCl(1:1)刻蝕13 h的6063鋁合金表面上,制備出超疏水膜。通過(guò)在BTSPS修飾之前預(yù)先沉積一層鈰鹽轉(zhuǎn)化膜,我們還制備出具有點(diǎn)蝕修復(fù)能力的超疏水膜。該膜不僅具有超疏水性,還提升了鈰鹽/硅氧烷復(fù)合膜的抗點(diǎn)蝕能力。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG174.4

【參考文獻(xiàn)】

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1 顧寶珊;宮麗;楊培燕;;鋁合金表面稀土轉(zhuǎn)化膜性能與耐蝕機(jī)理研究[J];稀有金屬材料與工程;2014年02期

2 Yuna Wu;Hengcheng Liao;;Corrosion Behavior of Extruded near Eutectic Al—Si—Mg and 6063 Alloys[J];Journal of Materials Science & Technology;2013年04期

3 阮紅梅;董澤華;石維;陳東初;;基于電化學(xué)噪聲研究緩蝕劑對(duì)AA6063鋁合金點(diǎn)蝕的影響[J];物理化學(xué)學(xué)報(bào);2012年09期

4 陳雷;陳國(guó)輝;江文輝;林賢清;;Si-69應(yīng)用于2024鋁合金表面硅烷化防腐蝕處理的工藝研究[J];表面技術(shù);2012年01期

5 肖圍;滿(mǎn)瑞林;繆暢;彭天蘭;;Study on corrosion resistance of the BTESPT silane cooperating with rare earth cerium on the surface of aluminum-tube[J];Journal of Rare Earths;2010年01期

6 李松梅;周思卓;劉建華;;鋁合金表面原位自組裝超疏水膜層的制備及耐蝕性能[J];物理化學(xué)學(xué)報(bào);2009年12期

7 張金濤;楊春勇;潘亮;李春東;;2A12鋁合金表面鈰鹽摻雜硅烷雜化膜在3.5%NaCl溶液中耐蝕性能的電化學(xué)研究[J];金屬學(xué)報(bào);2008年11期

8 鐘麗應(yīng);曹發(fā)和;施彥彥;文強(qiáng);張昭;張鑒清;;AZ91鎂合金表面鈰基稀土轉(zhuǎn)化膜的制備及腐蝕電化學(xué)行為[J];金屬學(xué)報(bào);2008年08期

9 李艷峰;于志家;于躍飛;霍素斌;宋善鵬;;鋁合金基體上超疏水表面的制備[J];高�；瘜W(xué)工程學(xué)報(bào);2008年01期

10 郭增昌;王云芳;王汝敏;;鋁合金表面不同硅烷化預(yù)處理的耐蝕性研究[J];中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào);2007年03期

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1 劉P;硅烷sol-gel薄膜及含硅烷的聚合物涂層的電沉積研究[D];浙江大學(xué);2010年

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1 阮紅梅;自組裝烷基膦酸/稀土復(fù)合膜抑制鋁合金點(diǎn)蝕的協(xié)同效應(yīng)[D];華中科技大學(xué);2013年

2 張凱;6063鋁合金表面稀土轉(zhuǎn)化膜工藝優(yōu)化及溶液穩(wěn)定性研究[D];華南理工大學(xué);2009年

3 曾恩;熱鍍鋅板表面無(wú)鉻鈍化研究[D];機(jī)械科學(xué)研究總院;2009年

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本文編號(hào)：2636982