本文關(guān)鍵詞：鎂合金化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的制備及性能研究

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【摘要】：鎂合金具有密度低,資源豐富,優(yōu)良的導(dǎo)熱導(dǎo)電性能、機(jī)械性能和電磁屏蔽性能等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于汽車等交通工具,航天航空工業(yè),電子產(chǎn)品行業(yè)等領(lǐng)域。但鎂合金的主要成分為金屬鎂,金屬鎂的電極電位低,造成鎂合金的化學(xué)活性強(qiáng),在空氣中易發(fā)生腐蝕,而且鎂合金表面在空氣中形成的氧化層疏松多孔導(dǎo)致其耐腐蝕性能差,從而極大地限制了鎂合金的應(yīng)用。為了克服鎂合金耐蝕性能較差這一不足,本文以AZ91D鎂合金為原料,采用化學(xué)轉(zhuǎn)化和電化學(xué)轉(zhuǎn)化的方法在鎂合金基體表面制備一層非金屬的、不導(dǎo)電的轉(zhuǎn)化膜。通過高錳酸鉀點(diǎn)滴實(shí)驗(yàn),電化學(xué)測試研究了轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性能,并確定轉(zhuǎn)化液的最佳配方及工藝條件;采用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡(SEM)和EDS研究了轉(zhuǎn)化膜的微觀形貌和元素組成;通過X射線衍射儀(XRD)分析轉(zhuǎn)化膜的相組成。并對鎂合金化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的顯微結(jié)構(gòu)、耐蝕性能、物相組成與電化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、傳統(tǒng)鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜進(jìn)行對比研究。研究表明,化學(xué)轉(zhuǎn)化液的最佳組成及工藝條件為:Zn O為1.5~2.5 g·L-1,磷酸為3.0~6.0 m L·L-1,Na F為0.3~0.6 g·L-1,酒石酸為0.1~0.3 g·L-1,添加劑:SDS為0.05~0.15 g·L-1,Mn CO3為0.1~0.2 g·L-1,表調(diào)時(shí)間為60~90s,表調(diào)溫度在55~75℃,酸比范圍為5:1~7:1,轉(zhuǎn)化處理溫度為60~80℃,轉(zhuǎn)化處理時(shí)間為8~10min。化學(xué)轉(zhuǎn)化膜結(jié)晶分布均勻、細(xì)致,膜層的主要成分為Zn3(PO4)2·4H2O,Mg Zn2(PO4)2和Mg3(PO4)2。電化學(xué)轉(zhuǎn)化的最優(yōu)工藝條件為:電流密度為2.50~5.00 A·dm-2,轉(zhuǎn)化時(shí)間為4~6min,添加劑:尿素為0.50~1.00 g·L-1,植酸為0.38~1.15 m L·L-1,酒石酸為0.25~0.75 g·L-1,磷酸二氫鈉為2.50~7.50 g·L-1。電化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的主要成分為Zn2(PO3)4,Zn2P2O7,Zn O,Mg2P2O7和Mg O。與傳統(tǒng)鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜相比,化學(xué)轉(zhuǎn)化膜和電化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的膜層更加致密,裂紋更少,并且在耐蝕性能上化學(xué)轉(zhuǎn)化膜更為突出,其次是電化學(xué)轉(zhuǎn)化膜。因此,化學(xué)轉(zhuǎn)化膜和電化學(xué)轉(zhuǎn)化膜可以替代鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜,得到更廣泛應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：鎂合金 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜 耐蝕性 電化學(xué)轉(zhuǎn)化膜
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-14
• 第1章 緒論14-25
• 1.1 引言14-16
• 1.1.1 鎂及鎂合金的概述14-15
• 1.1.2 鎂合金的組成及分類15
• 1.1.3 鎂合金的應(yīng)用15-16
• 1.2 鎂合金的腐蝕16-17
• 1.2.1 鎂合金的腐蝕特點(diǎn)16
• 1.2.2 鎂合金的腐蝕類型16-17
• 1.3 鎂合金的腐蝕的防護(hù)17-23
• 1.3.1 高純合金和新合金17
• 1.3.2 快速凝固工藝17
• 1.3.3 表面改性17-23
• 1.4 鎂合金磷化技術(shù)23
• 1.4.1 磷化技術(shù)簡介23
• 1.5 課題研究的目的、意義和研究內(nèi)容23-25
• 1.5.1 課題研究額目的及意義23-24
• 1.5.2 課題研究的內(nèi)容24-25
• 第2章 實(shí)驗(yàn)部分25-31
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料和儀器25-27
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)基材25
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器25-27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)工藝流程27-29
• 2.2.1 化學(xué)法工藝流程27
• 2.2.2 電化學(xué)法工藝流程27
• 2.2.3 試樣打磨27-28
• 2.2.4 除油28
• 2.2.5 活化28
• 2.2.6 表面調(diào)整28
• 2.2.7 化學(xué)處理28
• 2.2.8 電化學(xué)處理28-29
• 2.3 轉(zhuǎn)化液及轉(zhuǎn)化膜性能測試29-31
• 2.3.1 鍍液分析29
• 2.3.2 高錳酸鉀點(diǎn)滴實(shí)驗(yàn)29-30
• 2.3.3 轉(zhuǎn)化膜電化學(xué)測試30
• 2.3.4 轉(zhuǎn)化膜膜厚測試30
• 2.3.5 轉(zhuǎn)化膜層表面形貌觀察30
• 2.3.6 轉(zhuǎn)化膜XRD分析30-31
• 第3章 鎂合金化學(xué)處理液的研究31-45
• 3.1 ZnO用量的確定31-32
• 3.2 磷酸用量的確定32-33
• 3.3 氟化鈉用量的確定33-36
• 3.3.1 氟化鈉對轉(zhuǎn)化膜耐蝕性的影響33-34
• 3.3.2 氟化鈉對轉(zhuǎn)化膜外觀的影響34-36
• 3.4 酒石酸用量的確定36-37
• 3.5 添加劑的確定37-43
• 3.5.1 十二烷基磺酸鈉(SDS)對膜層性能的影響37-40
• 3.5.2 碳酸錳對膜層性能的影響40-43
• 3.6 本章小結(jié)43-45
• 第4章 鎂合金化學(xué)轉(zhuǎn)化工藝研究45-64
• 4.1 表調(diào)對鎂合金化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的影響45-52
• 4.1.1 表調(diào)對轉(zhuǎn)化膜膜層微觀形貌的影響45-46
• 4.1.2 表調(diào)對轉(zhuǎn)化膜蝕性能的影響46-47
• 4.1.3 表調(diào)時(shí)間對轉(zhuǎn)化膜的影響47-49
• 4.1.4 表調(diào)溫度對轉(zhuǎn)化膜的影響49-52
• 4.2 酸比對鎂合金化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的影響52-54
• 4.3 溫度對鎂合金化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的影響54-57
• 4.3.1 轉(zhuǎn)化溫度對轉(zhuǎn)化膜外觀的影響55
• 4.3.2 轉(zhuǎn)化溫度對轉(zhuǎn)化膜耐蝕性的影響55-57
• 4.4 時(shí)間對鎂合金化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的影響57-60
• 4.4.1 處理時(shí)間對轉(zhuǎn)化膜外觀的影響58
• 4.4.2 處理時(shí)間對轉(zhuǎn)化膜耐蝕性的影響58-60
• 4.5 鎂合金化學(xué)轉(zhuǎn)化膜形成機(jī)理研究60-62
• 4.5.1 鎂合金化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的XRD分析60-61
• 4.5.2 鎂合金化學(xué)轉(zhuǎn)化膜形成過程分析61-62
• 4.7 本章小結(jié)62-64
• 第5章 鎂合金電化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的制備64-89
• 5.1 電流密度對電化學(xué)轉(zhuǎn)化膜性能的影響64-67
• 5.1.1 電流密度對轉(zhuǎn)化膜外觀及厚度的影響64-65
• 5.1.2 電流密度對耐蝕性外觀的影響65-67
• 5.2 轉(zhuǎn)化時(shí)間對電化學(xué)轉(zhuǎn)化膜性能的影響67-70
• 5.2.1 轉(zhuǎn)化時(shí)間對轉(zhuǎn)化膜微觀形貌的影響68-69
• 5.2.2 轉(zhuǎn)化時(shí)間對耐蝕性外觀的影響69-70
• 5.3 添加劑對電化學(xué)轉(zhuǎn)化膜性能的影響70-83
• 5.3.1 尿素對電化學(xué)轉(zhuǎn)化膜性能的影響71-75
• 5.3.2 植酸對電化學(xué)轉(zhuǎn)化膜耐蝕性能的影響75-77
• 5.3.3 酒石酸對電化學(xué)轉(zhuǎn)化膜膜耐蝕性能的影響77-80
• 5.3.4 磷酸二氫鈉對電化學(xué)轉(zhuǎn)化膜耐蝕性能的影響80-83
• 5.4 鎂合金電化學(xué)轉(zhuǎn)化膜XRD分析83
• 5.5 電化學(xué)、化學(xué)轉(zhuǎn)化與鉻酸鹽轉(zhuǎn)化的比較83-87
• 5.5.1 微觀形貌的比較83-84
• 5.5.2 EDS分析84-86
• 5.5.3 耐蝕性能的比較86-87
• 5.6 本章小結(jié)87-89
• 結(jié)論89-91
• 參考文獻(xiàn)91-97
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果97-98
• 致謝98-99

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：717623