【摘要】：鋁及其合金具有比重小、比強(qiáng)度高、成型加工性好、導(dǎo)熱導(dǎo)電性佳等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)而受到運(yùn)輸、建材、航天和電子等行業(yè)的青睞。鋁自身化學(xué)活性較高,在自然環(huán)境下易氧化形成致密薄膜,然而其自氧化膜在酸、堿等特殊環(huán)境中的防護(hù)性能極其有限而遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。因此,研究鋁及其合金的表面改性技術(shù),對(duì)于確保鋁合金制品使役安全,拓展鋁合金應(yīng)用領(lǐng)域具有重要意義。本文以6063鋁合金為研究對(duì)象,以開發(fā)新型綠色環(huán)保化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)為研究目標(biāo),對(duì)鋁合金表面預(yù)處理及新型環(huán)�；瘜W(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)進(jìn)行了研究。論文的主要研究工作及成果/結(jié)果如下:1)預(yù)處理工藝研究:基于新開發(fā)的H_3PO_4-Na_2MoO_4基復(fù)配化學(xué)轉(zhuǎn)化液,研究了9種預(yù)處理方案對(duì)基材表面形貌與成膜效果的影響規(guī)律,篩選出最佳預(yù)處理工藝方案,并對(duì)成膜效果影響顯著的重要工序進(jìn)行了工藝優(yōu)化。最終確定了預(yù)處理工藝方案如下:強(qiáng)堿浸蝕(40g/LNaOH,20g/LNaCO_3,20g/LNa_3PO_4,50℃,2min)→去斑(35%HNO_3,100g/LFe(NO_3)_3,3g/L添加劑A,RT,2.5min)→堿活化(10g/LNaOH,RT,30s)。典型預(yù)處理試樣表面SEM與EDS分析結(jié)果顯示:去斑工序具有調(diào)整鋁基表面微觀形貌,重建表面微結(jié)構(gòu)的作用;追加堿活化可賦予表面活性,基材表層第二相輕微暴露,成膜效率提升。2)新型化學(xué)轉(zhuǎn)化工藝研究:基于前期優(yōu)化的預(yù)處理工藝,以膜面密度、膜層耐蝕性能、膜/基結(jié)合力以及轉(zhuǎn)化膜外觀質(zhì)量為主要評(píng)價(jià)指標(biāo),研究了轉(zhuǎn)化液各有效組分及轉(zhuǎn)化參數(shù)對(duì)成膜效果的影響規(guī)律,最終鎖定H_3PO_4-Na_2MoO_4基新型化學(xué)轉(zhuǎn)化工藝條件如下:20ml/L H_3PO_4,4g/L ZnO,1.5g/L Na_2MoO_4?2H_2O,2g/L絡(luò)合劑B,1g/L促進(jìn)劑C,水基復(fù)配溶液,溶液pH值2.0,轉(zhuǎn)化溫度45℃,轉(zhuǎn)化時(shí)間10min。典型轉(zhuǎn)化膜試樣SEM、EDS分析結(jié)果表明:化學(xué)轉(zhuǎn)化膜主要由P、Zn、Mo、O元素組成,膜層結(jié)構(gòu)較為均勻、致密,間有離散分布的唇狀微裂紋。3)低表面能物質(zhì)化學(xué)修飾效果研究:在預(yù)處理、轉(zhuǎn)化液配方及轉(zhuǎn)化參數(shù)系統(tǒng)優(yōu)化的基礎(chǔ)上,研究了表面化學(xué)修飾對(duì)轉(zhuǎn)化膜性能的影響規(guī)律,最終確定化學(xué)修飾工藝條件如下:15g/L硬脂酸乙醇基溶液,處理溫度80℃,浸泡處理時(shí)間1h。經(jīng)表面修飾處理后,轉(zhuǎn)化膜的點(diǎn)滴時(shí)間最長可達(dá)216s,是修飾前的2.5倍。SEM觀察發(fā)現(xiàn):硬脂酸修飾處理對(duì)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜層內(nèi)的微裂紋、孔隙等顯微缺陷具有顯著的封閉效應(yīng);硬脂酸在轉(zhuǎn)化膜表面發(fā)生自組裝,在鋁基表面形成了以轉(zhuǎn)化膜為骨架,硬脂酸疏水層為封閉層的復(fù)合膜層。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(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)：2807006