本文關鍵詞：鎂合金鈦鋯鹽轉(zhuǎn)化膜的制備與性能研究

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【摘要】：本文研究在AZ31B鎂合金表面制備鈦鋯鹽化學轉(zhuǎn)化膜的處理工藝以及轉(zhuǎn)化液的配方組成。以氟鋯酸鉀和氟鈦酸鉀作為成膜主鹽,加入硫酸鎂、單寧酸以及氟化鈉配制成轉(zhuǎn)化處理液,研究了鎂合金鋯鹽以及鈦鹽轉(zhuǎn)化膜制備工藝,并且進行了成膜工藝參數(shù)對轉(zhuǎn)化膜耐蝕性影響的研究。以此為基礎采用正交試驗,在鎂合金表面制備出致密均勻的鎂合金鈦鋯鹽轉(zhuǎn)化膜。用電化學工作站,能譜(EDS),X射線光電子能譜儀(XPS),掃描電子顯微鏡(SEM)和表面性能測量儀等分析測試手段對化學轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性、表面成分和形貌進行測試和表征。鈦鹽化學轉(zhuǎn)化膜成膜最佳工藝參數(shù)為:K_2Ti F_6 2~3 g/L,Mg SO_4 2.00 g/L,單寧酸0.01 g/L,Na F 2.0 g/L,在35℃條件下處理10 min。鋯鹽化學轉(zhuǎn)化膜成膜最佳工藝參數(shù)為:K_2Zr F_6 1.75g/L,Mg SO_4 1.00 g/L,單寧酸1.0 g/L,Na F 1.25 g/L,在室溫條件下處理10 min。鎂合金鈦鋯轉(zhuǎn)化膜的最佳成膜工藝參數(shù)為:K_2Ti F_6 0.75 g/L,K_2Zr F_6 1.75g/L,Mg SO_4 1.00 g/L,單寧酸0.05 g/L,Na F 1.5 g/L,在室溫條件下處理10 min。經(jīng)過電化學工作站測試,表明經(jīng)過處理的鎂合金的極化電阻較空白鎂合金有較大幅度的提升,并且其自腐蝕電流降低了兩個數(shù)量級,自腐蝕電位正移,鎂合金的耐蝕性能得到顯著的提升。SEM的測試結(jié)果表明,鎂合金表面鈦鋯鹽、鋯鹽以及鈦鹽轉(zhuǎn)化膜表面都呈現(xiàn)均勻的干枯河床狀,其中鋯鹽和鈦鹽轉(zhuǎn)化膜裂紋的寬度要比鈦鋯鹽轉(zhuǎn)化膜的寬度大一些,而且排列不如鈦鋯鹽轉(zhuǎn)化膜的整齊。EDS和XPS測試結(jié)果表明,鎂合金鈦鋯鹽轉(zhuǎn)化膜的主要組成元素有Ti、Zr、Al、F、O、C、Na、Mg等,鎂合金鋯鹽轉(zhuǎn)化膜主要組成元素有Mg、O、F、Zr、Al、C、Zn和Mn,鎂合金鈦鹽轉(zhuǎn)化膜主要組成元素有Mg、O、F、Al、C、Zn、Ti和Mn,并且這些元素主要是以有機絡合物、金屬氧化物、金屬氫氧化物以及金屬氟化物等物質(zhì)組成。表面性能測量儀對轉(zhuǎn)化膜表面的粗糙度進行測量,結(jié)果表明轉(zhuǎn)化膜算術平均粗糙度(Ra)在0.1μm左右,說明轉(zhuǎn)化膜的均勻性較好。
【關鍵詞】：鎂合金 化學轉(zhuǎn)化膜 電化學:耐蝕性能
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 第1章 緒論12-21
• 1.1 研究背景12
• 1.2 鎂及鎂合金概述12-13
• 1.2.1 鎂及鎂合金的基本性質(zhì)12
• 1.2.2 鎂及鎂合金的應用現(xiàn)狀12-13
• 1.3 鎂合金的腐蝕13-16
• 1.3.1 鎂合金腐蝕的基本特性13-15
• 1.3.2 鎂合金腐蝕的影響因素15
• 1.3.3 鎂合金腐蝕的基本類型15-16
• 1.4 鎂合金表面防護技術16-19
• 1.4.1 電鍍和化學鍍16-17
• 1.4.2 陽極氧化17
• 1.4.3 化學轉(zhuǎn)化膜處理17-19
• 1.4.4 其他新型處理19
• 1.5 研究目的和研究內(nèi)容19-21
• 1.5.1 研究目的19
• 1.5.2 研究內(nèi)容19-21
• 第2章 實驗材料與研究方法21-25
• 2.1 實驗材料21-22
• 2.1.1 鎂合金材料21
• 2.1.2 主要化學試劑21-22
• 2.1.3 主要實驗儀器22
• 2.2 轉(zhuǎn)化膜的處理工藝22
• 2.3 鎂合金的前處理22
• 2.4 轉(zhuǎn)化液配制22-23
• 2.5 轉(zhuǎn)化膜性能測試23-25
• 2.5.1 轉(zhuǎn)化膜電化學測試23
• 2.5.2 轉(zhuǎn)化膜EDS表征23
• 2.5.3 轉(zhuǎn)化膜XPS表征23-24
• 2.5.4 轉(zhuǎn)化膜SEM表征24
• 2.5.5 轉(zhuǎn)化膜粗糙度表征24-25
• 第3章 鈦鹽轉(zhuǎn)化膜成膜工藝及性能研究25-41
• 3.1 鎂合金鈦鹽轉(zhuǎn)化膜的電化學性能研究25-26
• 3.2 成膜工藝參數(shù)對鈦鹽轉(zhuǎn)化膜電化學性能的影響26-36
• 3.2.1 單寧酸對轉(zhuǎn)化膜腐蝕行為的影響26-28
• 3.2.2 NaF對轉(zhuǎn)化膜腐蝕行為的影響28-29
• 3.2.3 MgSO_4對轉(zhuǎn)化膜腐蝕行為的影響29-31
• 3.2.4 K_2Ti F6對轉(zhuǎn)化膜腐蝕行為的影響31-33
• 3.2.5 成膜溫度對轉(zhuǎn)化膜腐蝕行為的影響33-34
• 3.2.6 成膜時間對轉(zhuǎn)化膜腐蝕行為的影響34-35
• 3.2.7 pH對轉(zhuǎn)化膜腐蝕行為的影響35-36
• 3.3 浸泡腐蝕實驗36-37
• 3.4 鎂合金鈦鹽轉(zhuǎn)化膜的組成分析37-39
• 3.4.1 鈦鹽轉(zhuǎn)化膜的EDS表征37-38
• 3.4.2 鈦鹽轉(zhuǎn)化膜XPS分析38-39
• 3.5 鎂合金鈦鹽轉(zhuǎn)化膜的形貌分析39-40
• 3.5.1 鈦鹽轉(zhuǎn)化膜SEM表征39-40
• 3.5.2 表面粗糙度分析40
• 3.6 本章小結(jié)40-41
• 第4章 鋯鹽轉(zhuǎn)化膜成膜工藝及性能研究41-56
• 4.1 鎂合金鋯鹽轉(zhuǎn)化膜的電化學性能研究41-42
• 4.2 成膜工藝參數(shù)對鋯鹽轉(zhuǎn)化膜電化學性能的影響42-51
• 4.2.1 單寧酸對轉(zhuǎn)化膜腐蝕行為的影響42-44
• 4.2.2 NaF對轉(zhuǎn)化膜腐蝕行為的影響44-45
• 4.2.3 MgSO_4對轉(zhuǎn)化膜腐蝕行為的影響45-46
• 4.2.4 K_2ZrF_6對轉(zhuǎn)化膜腐蝕行為的影響46-47
• 4.2.5 成膜溫度對轉(zhuǎn)化膜腐蝕行為的影響47-49
• 4.2.6 成膜時間對轉(zhuǎn)化膜腐蝕行為的影響49-50
• 4.2.7 pH對轉(zhuǎn)化膜腐蝕行為的影響50-51
• 4.3 浸泡腐蝕實驗51-52
• 4.4 鎂合金鋯鹽轉(zhuǎn)化膜的組成分析52-54
• 4.4.1 鋯鹽轉(zhuǎn)化膜的EDS表征52-53
• 4.4.2 鋯鹽轉(zhuǎn)化膜XPS分析53-54
• 4.5 鎂合金鋯鹽轉(zhuǎn)化膜的形貌分析54-55
• 4.5.1 鋯鹽轉(zhuǎn)化膜SEM表征54
• 4.5.2 表面粗糙度分析54-55
• 4.6 本章小結(jié)55-56
• 第5章 鈦鋯鹽轉(zhuǎn)化膜成膜工藝及性能研究56-69
• 5.1 鎂合金鈦鋯鹽轉(zhuǎn)化膜成膜條件的優(yōu)化56-59
• 5.1.1 正交試驗設計56-57
• 5.1.2 正交試驗結(jié)果57-58
• 5.1.3 極差分析及最佳工藝的確定58-59
• 5.2 鈦鋯轉(zhuǎn)化膜的電化學性能研究59-61
• 5.2.1 鎂合金鈦鋯鹽轉(zhuǎn)化膜的極化曲線59-60
• 5.2.2 鎂合金鈦鋯鹽轉(zhuǎn)化膜的交流阻抗譜60-61
• 5.3 浸泡腐蝕實驗61-62
• 5.4 鈦鋯轉(zhuǎn)化膜EDS分析62-64
• 5.5 鈦鋯轉(zhuǎn)化膜XPS分析64-66
• 5.6 鈦鋯轉(zhuǎn)化膜SEM分析66-67
• 5.7 表面粗糙度分析67-68
• 5.8 本章小結(jié)68-69
• 結(jié)論69-70
• 參考文獻70-74
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果74-75
• 致謝75-76
• 作者簡介76

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王天石;何R，

本文編號：681957