【摘要】：為了提高鋁合金的耐蝕性,鋁合金表面處理技術顯得尤為重要。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)有同步摻雜法的復合膜,并在保證耐蝕性的條件下制備出超疏水膜,滿足了苛刻環(huán)境對鋁合金表面工藝提出的新要求。本文采用3D顯微鏡、SEM、EDX等形貌觀測方法,以及腐蝕電位、電化學阻抗(EIS)、電化學噪聲(ECN)等電化學測試技術,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)生以點蝕為代表的局部腐蝕,其中Mg2Si、AlFeSi等金屬間化合物作為點蝕引發(fā)源。在試樣浸入溶液的前20h內(nèi)蝕點基本得到穩(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,導致蝕孔生長的驅(qū)動力下降,蝕孔擴展速率下降。電化學噪聲監(jiān)測表明:此時電位噪聲曲線中出現(xiàn)較多的負向跳變瞬態(tài)峰。本文還探討了CeCl3濃度、H2O2濃度和沉積時間等因素對鈰鹽轉(zhuǎn)化膜耐蝕性能的影響,并優(yōu)化了膜的制備工藝。極化曲線和交流阻抗測試表明:在腐蝕初期鈰鹽轉(zhuǎn)化膜有一定的防護效果,但在3%NaCl中浸泡一個星期后,表面即會出現(xiàn)大量點蝕坑,說明鈰鹽轉(zhuǎn)化膜的長期耐蝕性有限。通過優(yōu)化鈰鹽摻雜硅氧烷復合膜的制備工藝,在鋁合金表面上制備出耐蝕性能較好的鈰鹽/硅氧烷復合膜。電化學測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,本文提出了采用鈰鹽/硅氧烷順序沉積法制備復合膜,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合膜進行對比,發(fā)現(xiàn)順序沉積法制備的復合膜極化電阻高達2.16×107Ω,較摻雜法和硅氧烷/鈰鹽法明顯提高,這是因為鈰鹽/硅氧烷順序沉積法中,優(yōu)先沉積的鈰鹽膜能增強鋁基體與硅氧烷的結合,同時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。通過在BTSPS修飾之前預先沉積一層鈰鹽轉(zhuǎn)化膜,我們還制備出具有點蝕修復能力的超疏水膜。該膜不僅具有超疏水性,還提升了鈰鹽/硅氧烷復合膜的抗點蝕能力。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4

【參考文獻】

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本文編號：2636982