【摘要】：本文采用陽極氧化技術,在不同工藝下對Mg_(97)Y_2Zn_1-0.5Al合金進行表面處理,分別研究電流密度、氧化時間、電解液組成等對陽極氧化反應過程及氧化膜形貌與性能的影響。利用掃描電鏡、光學顯微鏡觀察氧化膜的形貌,X射線衍射儀分析氧化膜的組成,動電位極化和洛氏硬度計等檢測膜層性能。為確定最佳陽極氧化的電流密度和時間。采用單因素法,分別在不同電流密度(5,10,15,20mA/cm~2)和不同反應時間(10,20,30,40min)下陽極氧化,研究電流密度和時間對氧化膜的影響。結果表明,隨著電流密度的提高,膜層上的小孔逐漸減少,孔徑慢慢增大,氧化膜的抗蝕性先增強后減弱。電流密度為15mA/cm~2時,氧化膜上的小孔數較少,孔徑較小,膜層較厚,腐蝕失重最小,耐蝕性能最好。逐漸增長反應時間后,氧化膜上小孔的直徑先縮小后變大,抗蝕性先提高后降低。在氧化時間為20min時,氧化膜較厚且孔徑較小,抗蝕性較高。為優(yōu)化電解液的濃度,采用正交實驗、極差分析等方法對其進行優(yōu)化。最終確定最佳的電解液組成是氫氧化鈉40g/L,硅酸鈉85g/L,碳酸鈉40g/L,檸檬酸鈉50g/L,該配方下的膜層較厚,小孔較少,成膜電壓較高,耐蝕性增強。由XRD分析可知,優(yōu)化后的氧化膜主要由MgO、MgSiO_3與Mg_2SiO_4組成。為提高氧化膜的光滑度,在最佳電解液中分別添加尿素、乙二胺四乙酸等,探索添加劑對氧化膜的影響。研究表明,當添加劑的含量為5g/L時,膜層光滑度好,抗蝕性均得到提高,硬度均略有降低。在三種添加劑(尿素、乙二胺四乙酸、三羥甲基氨基甲烷)中,三羥甲基氨基甲烷對膜層抗蝕性的改善最好。為降低小孔帶來的不利影響,改善膜層外觀,分別對膜層封孔(包括熱水封孔、硅酸鈉封孔、硅溶膠封孔),研究封孔對氧化膜顯微形貌與性能的影響。結果表明,通過沸水封孔的膜層上溝壑變少,小孔較少。硅酸鹽封孔后,膜層上的溝壑變化不大,小孔減少。硅溶膠封孔后,膜層上的溝壑消失,微孔極少。三種方式封孔后,膜層的抗蝕性均增強,硬度值除沸水封孔外均略有減小,其中硅溶膠封孔對膜層抗蝕性的改善最好。
【圖文】：

(c) 15mA/cm2(d) 20mA/cm2圖 3-2 不同電流密度下膜層的表面形貌圖 3-3 為不同電流密度下膜層截面形貌。可見，電流密度為 5mA/cm2時，膜電流密度為 10mA/cm2時，膜層厚約 6μm；電流密度為 15mA/cm2時，膜層厚約密度為 20mA/cm2時，膜層厚約 14μm。在合適的區(qū)間內提高電流密度，膜層當電流密度超過 15mA/cm2后，膜厚增加較小。當電流密度不斷加大時，電火漸升高，向基體內部的反應加速，氧化膜上的熔融物逐漸增多，造成膜厚不流密度過高時，膜層的生長速度和溶解速度達到動態(tài)平衡，膜層不再繼續(xù)增

(c) 15mA/cm2(d) 20mA/cm2圖 3-3 不同電流密度下陽極氧化膜的截面形貌電化學極化 3-4 是不同電流密度的膜層在 3.5%NaCl 水溶液中的極化曲線。其中圖 a-d密度為 5，10，15，20mA/cm2時，對應膜層的極化曲線�？梢姡煌娏髅艿拟g化趨勢也不一樣，其中圖 b、圖 c 和圖 d 的鈍化較明顯，圖 a 的自腐蝕 3.1 為不同電流密度下陽極氧化膜在 3.5%NaCl 水溶液中動電位極化的電化見，自腐蝕電位從低到高對應的電流密度分別是 20、10、15 和 5mA/cm2；層自腐蝕電流密度大小可知，電流密度為 15mA/cm2時對應的自腐蝕電流密次是 10 和 20mA/cm2，而電流密度為 5mA/cm2時對應的自腐蝕電流密度最的抗蝕性較差。因此，當電流密度為 15mA/cm2時，，對應膜層的抗蝕性較強圍內提高電流密度，膜層逐漸增厚，小孔數逐漸減小，氧化膜上的薄弱點較膜層擴散的通道增長，膜層的抗蝕性逐漸增強。而電流密度過高時，膜層上
【學位授予單位】：沈陽化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG178

【參考文獻】

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本文編號：2702463