本文關(guān)鍵詞：鑄造稀土鎂合金微弧氧化—電泳復(fù)合膜工藝研究

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【摘要】：盡管鎂及其合金有著豐富的儲量和優(yōu)異的結(jié)構(gòu)性能，但由于其較差的耐腐蝕性，作為一種結(jié)構(gòu)材料要獲得廣泛利用，還存在很大的困難。而微弧氧化處理作為一種強化材料性能的手段，已在越來越多的場合發(fā)揮了關(guān)鍵作用。因此，用微弧氧化處理技術(shù)對鎂合金進行處理以提高其整體性能具有非常重要的意義。 (1)本文通過研究Gd含量對鑄態(tài)高稀土鎂合金微觀組織和耐蝕性能的影響，解釋了微觀組織和耐蝕性能之間的關(guān)系；選擇出含Gd量最優(yōu)的耐蝕性能稀土合金，并對鎂合金耐蝕機理進行了相應(yīng)的解釋。得到結(jié)論如下： 隨著稀土元素Gd含量的增加到9%時，在合金晶界上不連續(xù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分布的第二相和在-Mg中均勻分布的彌散顆粒狀析出相也在增加，在此時的晶粒尺寸達到最��；中性鹽霧試驗測得合金的耐腐蝕速率最小，為0.396mg·cm-2·h-1，腐蝕電流密度最小，腐蝕電位最高。 (2)本文綜合了大量的國內(nèi)外文獻研究的基礎(chǔ)上，使高稀土鎂合金在硅酸鹽體系中進行微弧氧化。經(jīng)過大量試驗以后，對電壓參數(shù)進行了調(diào)整，分為三個階段進行。通過正交試驗以硅酸鹽電解液體系優(yōu)化了工藝參數(shù)為：電壓各階段參數(shù)為550V、500V、450V，占空比為20%，脈沖個數(shù)為15，氧化時間為50min。在最優(yōu)工藝參數(shù)的前提下，對電解液配方進行正交試驗優(yōu)化得到：硅酸鈉20g/L，四硼酸鈉40g/L，NaOH20g/L，三乙醇胺15ml/L，醋酸鎳0.12g/L，絡(luò)合劑(檸檬酸鈉)15g/L；通過對膜層進行XRD和EDS分析可得：氧化層主要由尖晶石相六方密堆結(jié)構(gòu)的Mg2SiO4、立方結(jié)構(gòu)的MgO、MgSiO3、MgCO3以及Ni2O3相等組成，同時含有少量的Na、Gd等元素。 (3)本文還介紹了一種微弧氧化封孔的電泳工藝。對一系列參數(shù)進行實驗參數(shù)（加載電壓、電泳時間以及固化溫度）進行探討，通過中性鹽霧腐蝕、酸性腐蝕、膜厚以及外觀為指標進行評價，重點對電壓參數(shù)進行了各種性能的探討，，并得出了相應(yīng)的最佳優(yōu)化參數(shù)工藝如下：直流電源的前提下，加載電壓為150V，電泳溫度為常溫，固化條件為175~185℃下30min，熟化時間為30h。 實驗最終確定鎂合金微弧氧化—電泳復(fù)合工藝為：電壓各階段參數(shù)為550V、500V、450V，占空比為20%，脈沖個數(shù)為15，氧化時間為50min，負電壓為250V，頻率為800Hz；硅酸鈉20g/L，四硼酸鈉40g/L，NaOH20g/L，絡(luò)合劑(檸檬酸鈉)15g/L，三乙醇胺15ml/L，醋酸鎳0.12g/L；電壓為150V，電泳溫度為常溫，固化條件為175~185℃下30min，熟化時間為30h。
【關(guān)鍵詞】：高稀土鎂合金 Gd 腐蝕 微弧氧化 電泳
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 緒論11-22
• 1.1 鎂合金特性及其應(yīng)用11
• 1.1.1 鎂合金特點11
• 1.1.2 鎂合金的應(yīng)用現(xiàn)狀11
• 1.2 鎂合金腐蝕類型及機理研究11-17
• 1.2.1 鎂合金腐蝕類型11-13
• 1.2.2 α相的影響13-15
• 1.2.3 β相的影響15-17
• 1.3 鎂合金表面處理技術(shù)17-18
• 1.4 微弧氧化處理技術(shù)18-20
• 1.5 選題依據(jù)與研究思想20-22
• 2 高稀土鎂合金的制備以及微弧氧化基體鎂合金的選擇22-39
• 2.1 高稀土鎂合金的制備22-25
• 2.1.1 原材料22
• 2.1.2 熔煉設(shè)備簡介和氣體保護22-23
• 2.1.3 熔煉工藝23-25
• 2.1.4 試樣加工25
• 2.2 高稀土鎂合金各個性能測試方法25-29
• 2.2.1 失重試驗25-27
• 2.2.2 電化學性能測試27-28
• 2.2.3 金相分析28
• 2.2.4 場發(fā)射掃描電鏡（FESEM）28-29
• 2.3 Gd 含量對鑄態(tài)高稀土鎂合金組織和耐腐蝕性能的影響29-36
• 2.3.1 Gd 含量對高稀土鎂合金鑄態(tài)組織的影響29-33
• 2.3.2 Gd 含量對高稀土鎂合金耐腐蝕性能的影響33-36
• 2.4 高稀土鎂合金腐蝕機理以及微弧氧化基體鎂合金的選擇36-37
• 2.4.1 高稀土鎂合金腐蝕機理分析36-37
• 2.4.2 微弧氧化基體鎂合金的選擇37
• 2.5 本章小結(jié)37-39
• 3 高稀土鎂合金微弧氧化工藝體系的研究39-73
• 3.1 引言39
• 3.2 實驗及檢測方法39-48
• 3.2.1 實驗材料39-40
• 3.2.2 主要試劑40-41
• 3.2.3 微弧氧化設(shè)備簡介41-43
• 3.2.4 微弧氧化試驗方法43-47
• 3.2.5 微弧氧化膜的制備47
• 3.2.6 微弧氧化膜的測試方法47-48
• 3.3 工藝參數(shù)對微弧氧化膜層的影響48-58
• 3.3.1 試驗結(jié)果分析48-52
• 3.3.2 各工藝參數(shù)對微弧氧化膜性能的影響52-55
• 3.3.3 微弧氧化膜層表面形貌分析55-57
• 3.3.4 微弧氧化膜層 XRD 的分析57-58
• 3.4 電解液各組分對微弧氧化膜層的影響58-66
• 3.4.1 試驗結(jié)果分析58-60
• 3.4.2 電解液各組分對微弧氧化膜性能（耐蝕性、厚度）的影響60-63
• 3.4.3 微弧氧化膜表面形貌影響63-65
• 3.4.4 微弧氧化膜層 XRD 的分析65-66
• 3.5 微弧氧化膜層腐蝕表面形貌分析66-67
• 3.6 最優(yōu)微弧氧化工藝分析67-71
• 3.6.1 氧化時間對膜層物相的影響68-69
• 3.6.2 氧化時間對膜層表面形貌的影響69-71
• 3.6.3 氧化時間對膜層耐蝕性能的影響71
• 3.7 本章小結(jié)71-73
• 4 微弧氧化—電泳復(fù)合膜工藝研究73-78
• 4.0 引言73
• 4.1 實驗設(shè)備與實驗方法73-75
• 4.1.1 實驗材料73
• 4.1.2 電泳處理工藝73-74
• 4.1.3 實驗主要設(shè)備74-75
• 4.2 微弧電泳復(fù)合膜層的檢測75
• 4.2.1 膜層耐蝕性能的測試75
• 4.2.2 膜層厚度的檢測75
• 4.3 實驗結(jié)果與分析75-77
• 4.3.1 電壓對電泳漆層外觀和厚度的影響75-76
• 4.3.2 電壓對電泳漆層耐蝕性能的影響76-77
• 4.4 本章小結(jié)77-78
• 5 結(jié)論78-80
• 參考文獻80-85
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文85-86
• 致謝86-87

【參考文獻】

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本文編號：940903