【摘要】：本文采用陽(yáng)極氧化技術(shù),在不同工藝下對(duì)Mg_(97)Y_2Zn_1-0.5Al合金進(jìn)行表面處理,分別研究電流密度、氧化時(shí)間、電解液組成等對(duì)陽(yáng)極氧化反應(yīng)過程及氧化膜形貌與性能的影響。利用掃描電鏡、光學(xué)顯微鏡觀察氧化膜的形貌,X射線衍射儀分析氧化膜的組成,動(dòng)電位極化和洛氏硬度計(jì)等檢測(cè)膜層性能。為確定最佳陽(yáng)極氧化的電流密度和時(shí)間。采用單因素法,分別在不同電流密度(5,10,15,20mA/cm~2)和不同反應(yīng)時(shí)間(10,20,30,40min)下陽(yáng)極氧化,研究電流密度和時(shí)間對(duì)氧化膜的影響。結(jié)果表明,隨著電流密度的提高,膜層上的小孔逐漸減少,孔徑慢慢增大,氧化膜的抗蝕性先增強(qiáng)后減弱。電流密度為15mA/cm~2時(shí),氧化膜上的小孔數(shù)較少,孔徑較小,膜層較厚,腐蝕失重最小,耐蝕性能最好。逐漸增長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間后,氧化膜上小孔的直徑先縮小后變大,抗蝕性先提高后降低。在氧化時(shí)間為20min時(shí),氧化膜較厚且孔徑較小,抗蝕性較高。為優(yōu)化電解液的濃度,采用正交實(shí)驗(yàn)、極差分析等方法對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。最終確定最佳的電解液組成是氫氧化鈉40g/L,硅酸鈉85g/L,碳酸鈉40g/L,檸檬酸鈉50g/L,該配方下的膜層較厚,小孔較少,成膜電壓較高,耐蝕性增強(qiáng)。由XRD分析可知,優(yōu)化后的氧化膜主要由MgO、MgSiO_3與Mg_2SiO_4組成。為提高氧化膜的光滑度,在最佳電解液中分別添加尿素、乙二胺四乙酸等,探索添加劑對(duì)氧化膜的影響。研究表明,當(dāng)添加劑的含量為5g/L時(shí),膜層光滑度好,抗蝕性均得到提高,硬度均略有降低。在三種添加劑(尿素、乙二胺四乙酸、三羥甲基氨基甲烷)中,三羥甲基氨基甲烷對(duì)膜層抗蝕性的改善最好。為降低小孔帶來(lái)的不利影響,改善膜層外觀,分別對(duì)膜層封孔(包括熱水封孔、硅酸鈉封孔、硅溶膠封孔),研究封孔對(duì)氧化膜顯微形貌與性能的影響。結(jié)果表明,通過沸水封孔的膜層上溝壑變少,小孔較少。硅酸鹽封孔后,膜層上的溝壑變化不大,小孔減少。硅溶膠封孔后,膜層上的溝壑消失,微孔極少。三種方式封孔后,膜層的抗蝕性均增強(qiáng),硬度值除沸水封孔外均略有減小,其中硅溶膠封孔對(duì)膜層抗蝕性的改善最好。
【圖文】：

(c) 15mA/cm2(d) 20mA/cm2圖 3-2 不同電流密度下膜層的表面形貌圖 3-3 為不同電流密度下膜層截面形貌。可見，電流密度為 5mA/cm2時(shí)，膜電流密度為 10mA/cm2時(shí)，膜層厚約 6μm；電流密度為 15mA/cm2時(shí)，膜層厚約密度為 20mA/cm2時(shí)，膜層厚約 14μm。在合適的區(qū)間內(nèi)提高電流密度，膜層當(dāng)電流密度超過 15mA/cm2后，膜厚增加較小。當(dāng)電流密度不斷加大時(shí)，電火漸升高，向基體內(nèi)部的反應(yīng)加速，氧化膜上的熔融物逐漸增多，造成膜厚不流密度過高時(shí)，膜層的生長(zhǎng)速度和溶解速度達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，膜層不再繼續(xù)增

(c) 15mA/cm2(d) 20mA/cm2圖 3-3 不同電流密度下陽(yáng)極氧化膜的截面形貌電化學(xué)極化 3-4 是不同電流密度的膜層在 3.5%NaCl 水溶液中的極化曲線。其中圖 a-d密度為 5，10，15，20mA/cm2時(shí)，對(duì)應(yīng)膜層的極化曲線�？梢姡煌娏髅艿拟g化趨勢(shì)也不一樣，其中圖 b、圖 c 和圖 d 的鈍化較明顯，圖 a 的自腐蝕 3.1 為不同電流密度下陽(yáng)極氧化膜在 3.5%NaCl 水溶液中動(dòng)電位極化的電化見，自腐蝕電位從低到高對(duì)應(yīng)的電流密度分別是 20、10、15 和 5mA/cm2；層自腐蝕電流密度大小可知，電流密度為 15mA/cm2時(shí)對(duì)應(yīng)的自腐蝕電流密次是 10 和 20mA/cm2，而電流密度為 5mA/cm2時(shí)對(duì)應(yīng)的自腐蝕電流密度最的抗蝕性較差。因此，當(dāng)電流密度為 15mA/cm2時(shí)，，對(duì)應(yīng)膜層的抗蝕性較強(qiáng)圍內(nèi)提高電流密度，膜層逐漸增厚，小孔數(shù)逐漸減小，氧化膜上的薄弱點(diǎn)較膜層擴(kuò)散的通道增長(zhǎng)，膜層的抗蝕性逐漸增強(qiáng)。而電流密度過高時(shí)，膜層上
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG178

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2702463