發(fā)布時間：2020-06-18 06:52

【摘要】：本論文采用單純形重心設(shè)計改變Na_2Si O_3(_1x)、KF(x_2)、Na OH(_3x)和Na Al O_2(_4x)四種組分的濃度配比,在AZ91D鎂合金和純鎂基體上制備微弧氧化膜層。建立了膜層厚度_1y(μm),點(diǎn)滴完全變白時間y _2(s)以及腐蝕電流密度y _3(A/cm~2)與各組分百分比之間的回歸方程,確定最優(yōu)的電解液配方,并研究了在不同的電解液體系中各組分及其搭配對膜層的組織和性能的影響。研究結(jié)果表明,基于單純形重心設(shè)計得到的試驗(yàn)結(jié)果建立的回歸方程都非常顯著。當(dāng)電解液中只存在KF時,AZ91D膜層最厚為38μm;當(dāng)KF比例為0.48,Na OH比例為0.52時,純鎂膜層最厚為22.341μm。當(dāng)Na_2Si O_3比例為0.482,KF比例為0.518時,AZ91D膜層點(diǎn)滴耐蝕性最好,點(diǎn)滴完全變白時間達(dá)到166.67s;當(dāng)KF比例為0.59,Na OH比例為0.41時,純鎂膜層點(diǎn)滴耐蝕性最好,點(diǎn)滴完全變白時間達(dá)到162.41 s。當(dāng)KF比例為0.322,Na OH比例為0.309,Na Al O_2比例為0.369時,AZ91D膜層電化學(xué)耐蝕性最好,腐蝕電流密度最低,約為4.283?10~(-8)A/cm~2;當(dāng)只存在KF時,純鎂膜層電化學(xué)耐蝕性最好,腐蝕電流密度最低,約為5.15×10~-88 A/cm~2。AZ91D和純鎂的成膜性主要受電解液中的主要成膜物質(zhì)以及KF影響。為了得到成膜性好的膜層,對于AZ91D,電解液中應(yīng)只含有一種主要成膜物質(zhì),另外在Na Al O_2體系中KF的濃度應(yīng)不超過15 g/L。對于純鎂,電解液中應(yīng)含有主要成膜物質(zhì),且KF的濃度不可以高于或等于主鹽的濃度,另外在Na_2Si O_3-Na Al O_2體系中添加少量Na OH。KF和Na OH雖然能夠顯著提高膜層的厚度,但電解液中缺少主要成膜物質(zhì)時,成膜性很差,獲得的膜層粗糙度大、疏松且裂紋較多,故耐蝕性較差。Na_2Si O_3和Na Al O_2結(jié)合會形成膠體,增大了電解液的粘性,造成膜層不均勻,且存在較多微裂紋,導(dǎo)致其耐蝕性一般。微弧氧化膜層中均含有Mg O相。電解液中各組分會改變AZ91D和純鎂膜層的相組成。加入Na_2Si O_3會使膜層中含有Mg_2Si O_4相;加入Na Al O_2會使膜層中含有Mg Al_2O_4相;當(dāng)電解液中存在KF時,膜層中出現(xiàn)了Mg F_2相;加入Na OH并不會改變膜層中的相組成。根據(jù)膜層的性能以耐蝕性為主兼顧膜層厚度的原則,選出最優(yōu)的電解液配方:對于AZ91D,在Na Al O_2體系中得到的膜層孔徑最小且均勻分布,較致密且含有尖晶石Mg Al_2O_4相,故最優(yōu)的電解液配方是Na Al O_2、KF和Na OH的比例分別為0.369、0.322和0.309。對于純鎂,在只存在KF的電解液中制備的膜層呈“鱗片狀”緊密堆疊,無明顯孔洞,致密且無明顯微裂紋,并且含有Mg F_2相,故最優(yōu)的電解液配方是只存在KF。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG174.451

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 呂凱;杜趙新;劉向東;付俊凇;池波;;熱處理對β鈦合金微弧氧化膜特性的影響[J];稀有金屬材料與工程;2016年12期

2 李杰;伍婷;陳繼;羅蕾;王平;;電流密度對鈰摻雜鋁合金微弧氧化膜性能的影響[J];熱加工工藝;2016年16期

3 張鏡斌;王育召;孫長濤;楊艷;魏領(lǐng)太;;射流微弧氧化與微弧氧化膜層性能對比研究[J];熱加工工藝;2017年10期

4 溫新;趙小凡;邵忠財;;鎂合金微弧氧化膜的制備及其性能研究[J];電鍍與環(huán)保;2017年05期

5 郭泉忠;杜克勤;朱秀榮;徐永東;王榮;王福會;;基體對鎂合金微弧氧化膜致密性的影響[J];電鍍與環(huán)保;2013年06期

6 張飛飛;趙小凡;邵忠財;;鎂合金微弧氧化膜的制備及性能研究[J];電鍍與環(huán)保;2017年02期

7 李青彪;楊文斌;王道愛;梁軍;;鈦合金表面耐磨潤滑微弧氧化膜的研究進(jìn)展[J];材料保護(hù);2017年08期

8 劉曉鶴;石緒忠;張益豪;張俊旭;;大面積鈦合金工件微弧氧化膜層性能研究[J];材料開發(fā)與應(yīng)用;2015年04期

9 王蓉莉;李衛(wèi);羅健業(yè);;電參數(shù)對鋯材微弧氧化膜層厚度的影響[J];稀有金屬材料與工程;2011年06期

10 劉文亮;鋁合金在不同溶液中的微弧氧化膜層性能研究[J];電鍍與精飾;1999年04期

相關(guān)會議論文 前10條

1 郭潔;王立平;梁軍;閻逢元;;鎂合金自潤滑微弧氧化膜的制備及摩擦行為[A];第七屆全國表面工程學(xué)術(shù)會議暨第二屆表面工程青年學(xué)術(shù)論壇論文集（一）[C];2008年

2 王艷玲;惠松驍;葉文君;米緒軍;;醫(yī)用鈦合金的微弧氧化膜層組織及其磨損性能[A];第十四屆全國鈦及鈦合金學(xué)術(shù)交流會論文集（上冊）[C];2010年

3 劉耀輝;李頌;朱先勇;劉兆政;;鋁硅合金微弧氧化膜的微觀形貌及耐磨性研究[A];2006全國摩擦學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集（一）[C];2006年

4 郭泉忠;杜克勤;王榮;徐永東;朱秀榮;王福會;;基體材質(zhì)對鎂合金微弧氧化膜致密性的影響[A];第十七屆全國緩蝕劑學(xué)術(shù)討論會論文集[C];2012年

5 杜建成;薛文斌;丁曉紀(jì);;鋁合金微弧氧化膜層高溫摩擦磨損性能初探[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

6 陳興馳;肖曉玲;張吉阜;劉敏;代明江;;鎢酸鈉濃度對6061鋁合金微弧氧化膜層的影響[A];第十屆全國表面工程大會暨第六屆全國青年表面工程論壇論文摘要集（一）[C];2014年

7 來永春;鄧志威;宋紅衛(wèi);薛文斌;陳如意;;微弧氧化膜的基本性質(zhì)及應(yīng)用[A];'99摩擦學(xué)表面工程學(xué)術(shù)會議論文集[C];1999年

8 梁軍;胡麗天;郝京誠;;鎂合金微弧氧化膜層的結(jié)構(gòu)和性能[A];2006全國摩擦學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集（一）[C];2006年

9 陳興馳;肖曉玲;張吉阜;劉敏;代明江;;鎢酸鈉濃度對6061鋁合金微弧氧化膜層的影響[A];第十屆全國表面工程大會暨第六屆全國青年表面工程論壇論文集（二）[C];2014年

10 王燕華;王佳;張際標(biāo);;硅酸鹽溶液中不同電流密度下形成微弧氧化膜的性能研究[A];2004年腐蝕電化學(xué)及測試方法學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2004年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 王燕華;鎂合金微弧氧化膜的形成過程及腐蝕行為研究[D];中國科學(xué)院研究生院（海洋研究所）;2005年

2 龍北紅;鈦及其合金微弧氧化膜的制備表征及特性研究[D];吉林大學(xué);2006年

3 宋雨來;稀土改性AZ91鎂合金組織及腐蝕性能[D];吉林大學(xué);2006年

4 李頌;鎂合金微弧氧化膜的制備、表征及其性能研究[D];吉林大學(xué);2007年

5 竇寶捷;鋁合金微弧氧化膜封閉處理及其耐蝕機(jī)理研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2017年

6 常林榮;交變方波電源制備AZ91D微弧氧化膜及其穩(wěn)定性和失效過程研究[D];浙江大學(xué);2012年

7 王平;鋁合金表面MO_x~(y-)改性微弧氧化膜制備及機(jī)理研究[D];西南石油大學(xué);2017年

8 呂維玲;AZ91D鎂合金微弧氧化膜制備的調(diào)控及膜層表征方法的研究[D];蘭州理工大學(xué);2010年

9 郭惠霞;鎂合金微弧氧化膜電化學(xué)腐蝕行為及機(jī)理研究[D];蘭州理工大學(xué);2014年

10 董海榮;AZ91D鎂合金微弧氧化膜生長過程及機(jī)理的研究[D];蘭州理工大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王興平;鎂、鎂合金微弧氧化膜微觀結(jié)構(gòu)及耐蝕性的對比研究[D];蘭州理工大學(xué);2018年

2 安守靜;基于單純形重心設(shè)計研究電解液對微弧氧化膜的影響[D];蘭州理工大學(xué);2018年

3 高丹丹;不同電解液體系下Mg-2Sr合金表面微弧氧化膜層的制備與生物相容性研究[D];山東大學(xué);2017年

4 李仁仆;TC4鈦合金微弧氧化膜層制備及性能研究[D];西南石油大學(xué);2017年

5 劉晉琿;鈦、鋯、鉭的微弧氧化膜層及其生物摩擦學(xué)性能[D];暨南大學(xué);2011年

6 須文雅;鈦合金微弧氧化膜層結(jié)構(gòu)性能研究[D];長安大學(xué);2013年

7 李全軍;鈦微弧氧化膜的制備及其生長特性研究[D];延邊大學(xué);2006年

8 何思宇;鋁合金表面微弧氧化膜的組織結(jié)構(gòu)與性能[D];山東大學(xué);2012年

9 李錦妍;鎂合金微弧氧化膜層退除工藝研究[D];長安大學(xué);2016年

10 王建華;鋁合金表面藍(lán)色微弧氧化膜的制備工藝及組織結(jié)構(gòu)[D];山東大學(xué);2013年

本文編號：2718866