镁合金微弧氧化工艺及氧化物掺杂改性研究

发布时间：2022-08-07 19:27

　　镁合金由于具有优异的性能而被广泛应用于航空、航天和机械等领域。然而,镁合金电化学活性高,耐蚀性差,严重限制了其在工程中的应用。因此,采取相应的表面处理技术来提高镁合金的耐蚀性是非常必要的。微弧氧化是近年来常用的镁合金表面处理技术之一,通过该技术可以在镁合金表面原位生长一层陶瓷膜层,从而提高镁合金的耐蚀性。本文采用AZ31B镁合金为基体,通过大量前期探索实验和正交试验,研究了硅酸钠浓度、氢氧化钠浓度、电流密度、氧化时间、焦磷酸钠浓度对AZ31B镁合金微弧氧化膜层外观、厚度和硬度的影响,并确定了 AZ31B镁合金微弧氧化处理的最佳工艺参数。在优化工艺参数的基础上,通过在微弧氧化电解液中添加Sb2O3微粒,结合SEM、EDS、XRD和XPS等检测分析方法研究了不同Sb2O3浓度对AZ31B镁合金微弧氧化膜层生长过程、形貌结构、膜层成分、膜层性能的影响,并探讨了Sb2O3微弧氧化掺杂机理。正交试验研究表明温度不超过30℃,占空比为20%,频率为100Hz情况下,优化的工艺参数为:Na2SiO3 10.5g/L,NaOH 3g/L,氧化时间60min,电流密度5A/dm2,Na4P2O7 2g/... 

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 镁合金的腐蚀
        1.2.1 镁合金的腐蚀机理
        1.2.2 镁合金的腐蚀类型
        1.2.3 镁合金耐蚀性的影响因素
    1.3 镁合金表面处理技术
        1.3.1 电化学镀
        1.3.2 化学转化
        1.3.3 阳极氧化
        1.3.4 气相沉积
    1.4 微弧氧化技术
        1.4.1 微弧氧化技术原理及特点
        1.4.2 微弧氧化技术研究现状
        1.4.3 微弧氧化影响因素
    1.5 镁合金微弧氧化
    1.6 本课题研究内容
第2章 实验条件和实验方法
    2.1 引言
    2.2 实验设备
    2.3 实验材料及试剂
    2.4 微弧氧化膜层制备及检测方法
        2.4.1 试样预处理
        2.4.2 微弧氧化膜层制备
        2.4.3 微弧氧化膜层后处理
        2.4.4 微弧氧化膜层检测方法
第3章 微弧氧化工艺研究结果及分析
    3.1 引言
    3.2 正交实验设计
        3.2.1 正交实验因素范围设定
        3.2.2 正交实验表的设定
    3.3 正交试验结果
    3.4 膜层外观分析
        3.4.1 极差分析
        3.4.2 方差分析
    3.5 膜层厚度分析
        3.5.1 极差分析
        3.5.2 方差分析
    3.6 膜层硬度分析
        3.6.1 极差分析
        3.6.2 方差分析
    3.7 最佳工艺确定及验证
第4章 Sb_2O_3掺杂改性对微弧氧化膜层特性影响
    4.1 前言
    4.2 Sb_2O_3浓度对膜层生长速度的影响
    4.3 Sb_2O_3掺杂改性对微弧氧化膜层形貌和成分的影响
        4.3.1 Sb_2O_3浓度对微弧氧化膜层表面形貌及元素分布的影响
        4.3.2 Sb_2O_3浓度对微弧氧化膜层截形貌的影响
        4.3.3 Sb_2O_3浓度对微弧氧化膜层成分的影响
    4.4 Sb_2O_3掺杂改性对微弧氧化膜层性能影响
        4.4.1 Sb_2O_3浓度对膜层厚度的影响
        4.4.2 Sb_2O_3浓度对膜层硬度的影响
        4.4.3 Sb_2O_3浓度对膜层结合力的影响
        4.4.4 Sb_2O_3浓度对膜层抗热震性能的影响
        4.4.5 Sb_2O_3浓度对微弧氧化膜层耐蚀性能的影响
    4.5 Sb_2O_3掺杂微弧氧化膜层生长模型
    4.6 小结
第5章 结论及展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的论文及科研成果



本文编号：3670906