【摘要】：鋁及其合金具有比重小、比強度高、成型加工性好、導熱導電性佳等獨特優(yōu)勢而受到運輸、建材、航天和電子等行業(yè)的青睞。鋁自身化學活性較高,在自然環(huán)境下易氧化形成致密薄膜,然而其自氧化膜在酸、堿等特殊環(huán)境中的防護性能極其有限而遠不能滿足實際生產(chǎn)的需要。因此,研究鋁及其合金的表面改性技術,對于確保鋁合金制品使役安全,拓展鋁合金應用領域具有重要意義。本文以6063鋁合金為研究對象,以開發(fā)新型綠色環(huán)保化學轉化技術為研究目標,對鋁合金表面預處理及新型環(huán)�；瘜W轉化技術進行了研究。論文的主要研究工作及成果/結果如下:1)預處理工藝研究:基于新開發(fā)的H_3PO_4-Na_2MoO_4基復配化學轉化液,研究了9種預處理方案對基材表面形貌與成膜效果的影響規(guī)律,篩選出最佳預處理工藝方案,并對成膜效果影響顯著的重要工序進行了工藝優(yōu)化。最終確定了預處理工藝方案如下:強堿浸蝕(40g/LNaOH,20g/LNaCO_3,20g/LNa_3PO_4,50℃,2min)→去斑(35%HNO_3,100g/LFe(NO_3)_3,3g/L添加劑A,RT,2.5min)→堿活化(10g/LNaOH,RT,30s)。典型預處理試樣表面SEM與EDS分析結果顯示:去斑工序具有調(diào)整鋁基表面微觀形貌,重建表面微結構的作用;追加堿活化可賦予表面活性,基材表層第二相輕微暴露,成膜效率提升。2)新型化學轉化工藝研究:基于前期優(yōu)化的預處理工藝,以膜面密度、膜層耐蝕性能、膜/基結合力以及轉化膜外觀質(zhì)量為主要評價指標,研究了轉化液各有效組分及轉化參數(shù)對成膜效果的影響規(guī)律,最終鎖定H_3PO_4-Na_2MoO_4基新型化學轉化工藝條件如下:20ml/L H_3PO_4,4g/L ZnO,1.5g/L Na_2MoO_4?2H_2O,2g/L絡合劑B,1g/L促進劑C,水基復配溶液,溶液pH值2.0,轉化溫度45℃,轉化時間10min。典型轉化膜試樣SEM、EDS分析結果表明:化學轉化膜主要由P、Zn、Mo、O元素組成,膜層結構較為均勻、致密,間有離散分布的唇狀微裂紋。3)低表面能物質(zhì)化學修飾效果研究:在預處理、轉化液配方及轉化參數(shù)系統(tǒng)優(yōu)化的基礎上,研究了表面化學修飾對轉化膜性能的影響規(guī)律,最終確定化學修飾工藝條件如下:15g/L硬脂酸乙醇基溶液,處理溫度80℃,浸泡處理時間1h。經(jīng)表面修飾處理后,轉化膜的點滴時間最長可達216s,是修飾前的2.5倍。SEM觀察發(fā)現(xiàn):硬脂酸修飾處理對化學轉化膜層內(nèi)的微裂紋、孔隙等顯微缺陷具有顯著的封閉效應;硬脂酸在轉化膜表面發(fā)生自組裝,在鋁基表面形成了以轉化膜為骨架,硬脂酸疏水層為封閉層的復合膜層。
【學位授予單位】：華南理工大學
【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：2807006