本文關(guān)鍵詞：鎂合金微弧氧化及其復(fù)合膜的制備及性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鎂及其合金材料具有低密度、高的比強(qiáng)度,是迄今在工程中應(yīng)用的最輕的結(jié)構(gòu)材料,成為許多生產(chǎn)商眼中取代傳統(tǒng)金屬的首要選擇,已逐漸被應(yīng)用于如汽車、電子、航空航天等不同行業(yè)。然而,鎂及其合金較差的耐蝕性能和耐磨性能,嚴(yán)重限制了它的廣泛應(yīng)用。 微弧氧化(Micro-arc oxidation, MAO)又稱為等離子微弧氧化(PMAO)、陽極火花沉積(ASD)、火花放電陽極氧化(ANOF)、火花陽極化工藝(SAP)。它是近年來備受關(guān)注的一種環(huán)保、無污染的金屬表面處理技術(shù),是在普通陽極氧化的基礎(chǔ)上,利用專用的氧化電源,在作為陽極的工件上施加電壓,在高溫、電場等因素的作用下產(chǎn)生弧光放電,從而在以鋁、鈦、鎂金屬及其合金材料的表面上形成優(yōu)質(zhì)氧化陶瓷膜的方法。微弧氧化形成的氧化膜能夠提高鎂合金的耐磨性、耐蝕性以及機(jī)械強(qiáng)度,討論陶瓷膜的生長特征,研究電參數(shù)對鎂合金微弧氧化處理的影響,對于促進(jìn)微弧氧化技術(shù)的發(fā)展,具有十分重要的意義。 微弧氧化膜層是多孔結(jié)構(gòu),對耐蝕性能和耐磨性能的提高不利,對膜層進(jìn)行封孔處理將有助于提高鎂合金的耐蝕性和耐磨性。本論文在Na2SiO3-Na3PO4復(fù)合電解液體系下,用微弧氧化技術(shù)在AZ91D鎂合金表面原位制備一層致密的陶瓷膜,然后通過溶膠一凝膠技術(shù)對其進(jìn)行封孔處理,在氧化膜表面獲得性能更加優(yōu)良的溶膠一凝膠復(fù)合膜。用SEM觀察陶瓷膜的表面形貌；XRD分析膜層的相結(jié)構(gòu)；電化學(xué)極化測試膜層的耐腐蝕性能；往復(fù)摩擦磨損實驗測量膜層的磨損性能,紫外光分光光度計測量復(fù)合膜的光催化性能。主要研究結(jié)果如下： (1)微弧氧化后,在鎂合金表面形成了一層絕緣特征的氧化膜,表面有許多類似于“火山口”狀的噴射孔。隨著氧化時間的延長,AZ91D鎂合金表面微弧氧化膜的孔徑和熔融顆粒逐漸增大,但總數(shù)量呈減少的趨勢；隨著氧化時間的延長,氧化膜的厚度逐漸增加,但生長速率逐漸減慢。 (2)電流密度的變化會對膜層的截面形貌產(chǎn)生顯著的影響,當(dāng)電流密度較小時,氧化膜厚度隨著電流密度的增加而快速增加,當(dāng)電流密度增加到一定值后,氧化膜厚度反而降低,當(dāng)電流密度為10A/dm2時,氧化膜層最厚。 (3)在Na2SiO3-Na3PO4復(fù)合體系下,調(diào)節(jié)氧化時間和電流密度,在不同氧化時間和電流密度下獲得的陶瓷膜主要由MgSiO3、Mg2SiO4、 Mg3(PO4)2、MgO以及Mg相構(gòu)成,其中以Mg2SiO4、MgSiO3相為主。溶膠一凝膠處理后,膜層中增加了TiO2相。 (4)微弧氧化后,腐蝕電流密度和腐蝕速率較基體發(fā)生了很大的變化,但并不是氧化時間和電流密度越大越好,它還與膜層的致密性有關(guān)。微弧氧化20min時,膜層耐蝕性最好；當(dāng)電流密度為10A/dm2時,陶瓷膜的耐蝕性能最好。 (5)微弧氧化處理后,能夠顯著降低AZ91D基體的磨損率,且微弧氧化試樣的比磨損率隨著氧化時間的延長而減少,微弧氧化處理30min時,氧化膜最厚,耐磨性最好,磨損率約為基體的1/l0。 (6)溶膠一凝膠處理后,微弧氧化膜表面的微孔明顯減少,氧化復(fù)合膜的自腐蝕電位比微弧氧化后未封孔處理的電位提高206mV,腐蝕速率降低兩個數(shù)量級,提高鎂合金的耐腐蝕性能；溶膠—凝膠處理復(fù)合膜的比磨損率小于氧化膜的比磨損率,約為基體的1/7。 (7)溶膠—凝膠處理后,膜層具有一定的光催化性能,光降解率可以達(dá)到20%。
【關(guān)鍵詞】：鎂合金 微弧氧化 耐蝕性 耐磨性 溶膠-凝膠 封孔處理
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要3-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 緒論13-23
• 1.1 鎂合金的特點和應(yīng)用13-14
• 1.1.1 鎂合金的特性13
• 1.1.2 鎂合金的應(yīng)用13-14
• 1.2 傳統(tǒng)鎂合金的表面處理技術(shù)14-17
• 1.2.1 陽極氧化14-15
• 1.2.2 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理15
• 1.2.3 氣相沉積轉(zhuǎn)化膜15-16
• 1.2.4 金屬涂鍍處理16
• 1.2.5 其他表面處理方法16-17
• 1.3 微弧氧化技術(shù)17-20
• 1.3.1 微弧氧化技術(shù)的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3.2 微弧氧化技術(shù)的工藝特點18
• 1.3.3 微弧氧化技術(shù)的影響因素18-19
• 1.3.4 微弧氧化技術(shù)的應(yīng)用前景19-20
• 1.4 微弧氧化后處理20
• 1.5 本文的提出及主要研究內(nèi)容20-23
• 1.5.1 本課題提出20-21
• 1.5.2 主要研究內(nèi)容21-23
• 第二章 實驗方案與設(shè)備23-29
• 2.1 實驗材料與藥品23-24
• 2.1.1 基體材料23
• 2.1.2 實驗試劑23-24
• 2.2 實驗裝置24-25
• 2.3 實驗方法25-26
• 2.3.1 基體前處理及工藝路線25
• 2.3.2 實驗方案25-26
• 2.4 實驗所用表征方法26-29
• 2.4.1 表面微觀形貌觀察26
• 2.4.2 微弧氧化膜層的相和化學(xué)元素組成26
• 2.4.3 膜層厚度測試26-27
• 2.4.4 腐蝕性能測試27
• 2.4.5 膜層的光催化性能測試27-28
• 2.4.6 磨損性能檢測28-29
• 第三章 微弧氧化膜的生長特性29-35
• 3.1 恒流模式下電壓隨時間的變化曲線29-30
• 3.2 不同電流下電壓變化規(guī)律30-31
• 3.3 微弧氧化的生長階段31-32
• 3.4 微弧氧化膜的截面變化規(guī)律32-33
• 3.5 小結(jié)33-35
• 第四章 氧化時間對微弧氧化膜的影響35-49
• 4.1 氧化時間對表面形貌的影響35-36
• 4.2 微弧氧化膜的相組成36-38
• 4.3 微弧氧化膜的EDS分析38-39
• 4.4 氧化時間對截面厚度的影響39-41
• 4.5 氧化時間對耐蝕性能的影響41-42
• 4.6 氧化時間對磨損性能的影響42-47
• 4.6.1 摩擦系數(shù)42-44
• 4.6.2 磨痕形貌44-45
• 4.6.3 磨損率45-47
• 4.7 小結(jié)47-49
• 第五章 電流密度對微弧氧化膜的影響49-57
• 5.1 電流密度對表面形貌的影響49-50
• 5.2 電流密度對截面厚度的影響50-52
• 5.3 電流密度對相組成的影響52-53
• 5.4 電流密度對氧化膜EDS的影響53
• 5.5 電流密度對耐蝕性能的影響53-55
• 5.6 小結(jié)55-57
• 第六章 鎂合金微弧氧化膜的后處理及性能57-69
• 6.1 溶膠—凝膠膜層的制備57-58
• 6.2 溶膠—凝膠處理前后的表面形貌58-59
• 6.3 溶膠—凝膠處理前后的陶瓷相及成分分析59
• 6.4 溶膠—凝膠處理前后的EDS分析59-60
• 6.5 溶膠—凝膠處理對耐蝕性能的影響60-61
• 6.6 溶膠—凝膠處理前后的交流阻抗分析61-63
• 6.7 溶膠—凝膠處理對耐磨性能的影響63-66
• 6.7.1 摩擦系數(shù)63-64
• 6.7.2 磨痕形貌64
• 6.7.3 磨損率64-66
• 6.8 光催化性能66-67
• 6.9 小結(jié)67-69
• 第七章 結(jié)論69-71
• 參考文獻(xiàn)71-77
• 致謝77-79
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文79

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 楊宗嶼;李凡;;鎂合金微弧氧化和溶膠-凝膠復(fù)合陶瓷膜的制備及性能研究[J];陶瓷;2015年05期

  本文關(guān)鍵詞：鎂合金微弧氧化及其復(fù)合膜的制備及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：333391