稀土氧化物颗粒对AZ91D镁合金微弧氧化膜层耐蚀性能的影响

发布时间：2017-10-16 15:26

  本文关键词：稀土氧化物颗粒对AZ91D镁合金微弧氧化膜层耐蚀性能的影响

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【摘要】：镁合金具有密度低、比强度高、电磁屏蔽性能及生物相容性良好等特点,被广泛应用于汽车、航空航天、3C电子产品以及医疗器械等领域。但是由于镁合金表面活性高,耐蚀性能差,通常需要进行表面处理,微弧氧化是近年来最为常用镁合金表面处理技术之一。微弧氧化是在镁合金表面原位生长一层保护膜层,然而微弧氧化膜层具有多孔性,膜层的耐蚀性能提升有限。本文通过在微弧氧化电解液中添加稀土氧化物颗粒,并从膜层的生长过程、微观形貌、相组成、耐蚀性能等方面综合研究了稀土氧化物颗粒对微弧氧化膜层的影响,并初步探讨了颗粒的掺杂机理,实验结果表明：1.以AZ91D镁合金为基体,分别采用含Nd2O3、Y2O3颗粒的硅酸盐电解液体系对其进行微弧氧化处理,结果表明：在相同的条件下,Nd2O3颗粒的掺杂增加了微弧微弧氧化膜层的孔隙率,使得膜层的耐蚀性能降低；Y2O3颗粒的掺杂则可以降低微弧氧化膜层的孔隙率,从而提高膜层的耐蚀性能。2.稀土氧化物颗粒的掺杂浓度是影响微弧氧化膜层耐蚀性能的重要因素,浓度太低,颗粒掺杂太少；浓度过高,则影响膜层的连续性。本实验中当颗粒掺杂浓度为10g/L时,膜层的致密度最高,耐蚀性能最佳。3.稀土氧化物颗粒在电解液中呈负电性,在微弧氧化过程中,受电场力作用而向阳极迁移。在双极脉冲电源作用下,颗粒受电场作用在试样表面吸附与脱附交替发生,颗粒难以在表面累积,颗粒掺杂主要为熔融包覆,稀土氧化物的掺杂浓度对膜层的耐蚀性能影响不大。4.随着微弧氧化的持续进行,一方面,微弧氧化膜层的耐蚀性能因为膜层变厚而增强；另一方面,膜层中的缺陷增加,致密度降低,则会使得膜层耐蚀性能减弱。稀土氧化物颗粒的掺杂主要发生在微弧氧化的弧光放电阶段,膜层中的稀土氧化物含量随着氧化时间的延长而增加,本实验最佳的氧化时间为8分钟。
【关键词】：微弧氧化 稀土氧化物颗粒 镁合金
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 绪论15-27
• 1.1 镁及其合金概述15-16
• 1.2 镁合金的腐蚀16-17
• 1.3 镁合金表面处理技术17-20
• 1.3.1 化学转化处理18
• 1.3.2 阳极氧化18-19
• 1.3.3 金属涂层19
• 1.3.4 有机物涂层19-20
• 1.3.5 激光表面改性20
• 1.4 微弧氧化技术20-25
• 1.4.1 微弧氧化过程研究20-21
• 1.4.2 微弧氧化影响因素21-24
• 1.4.3 微弧氧化膜层特点24-25
• 1.4.4 微弧氧化存在的问题和展望25
• 1.5 本课题研究的意义及内容25-27
• 1.5.1 本课题的研究意义25-26
• 1.5.2 本课题研究的内容26-27
• 第二章 实验材料及实验方法27-33
• 2.1 实验设备27-28
• 2.2 实验材料28-29
• 2.3 试样制备29-30
• 2.4 微弧氧化膜层的性能测试30-33
• 2.4.1 微弧氧化膜层厚度测试30
• 2.4.2 微弧氧化膜层微观形貌观察30-31
• 2.4.3 微弧氧化膜层元素分布分析31
• 2.4.4 微弧氧化膜层表面孔隙率分析31
• 2.4.5 微弧氧化膜层相组成分析31
• 2.4.6 微弧氧化膜层耐蚀性测试31-33
• 第三章 微弧氧化电解液中稀土氧化物的选择33-47
• 3.1 引言33
• 3.2 实验方法33-35
• 3.2.1 试样制备34
• 3.2.2 测试内容34-35
• 3.3 实验结果与讨论35-45
• 3.3.1 微弧氧化膜层的生长35-36
• 3.3.2 微弧氧化膜层的表面及截面的微观形貌36-39
• 3.3.3 微弧氧化膜层表面化学成分分析39-41
• 3.3.4 微弧氧化膜层的相组成41-42
• 3.3.5 动电位极化扫描42-43
• 3.3.6 交流阻抗谱43-44
• 3.3.7 浸泡实验44-45
• 3.4 本章小结45-47
• 第四章 Y_2O_3颗粒浓度的优化47-59
• 4.1 引言47
• 4.2 实验47-48
• 4.2.1 试样制备47-48
• 4.2.2 测试内容48
• 4.3 实验结果与讨论48-57
• 4.3.1 颗粒浓度对微弧氧化电压的影响48-49
• 4.3.2 颗粒浓度对氧化膜形貌的影响49-52
• 4.3.3 颗粒浓度对微弧氧化膜层表面元素分布的影响52-54
• 4.3.4 动电位极化扫描54-55
• 4.3.5 交流阻抗谱55-57
• 4.4 本章小结57-59
• 第五章 电参数对颗粒掺杂的影响59-77
• 5.1 引言59
• 5.2 实验59-60
• 5.2.1 试样制备59-60
• 5.2.2 测试内容60
• 5.3 实验结果与讨论60-75
• 5.3.1 双极脉冲电源下,颗粒掺杂对微弧氧化膜层表面微观形貌的影响60-63
• 5.3.2 双极脉冲电源下,颗粒掺杂对微弧氧化膜层表面元素分布的影响63-64
• 5.3.3 双极脉冲电源下,颗粒掺杂对微弧氧化膜层耐蚀性能的影响64-67
• 5.3.4 氧化时间对微弧氧化膜层形貌的影响67-69
• 5.3.5 氧化时间对微弧氧化膜层表面元素分布的影响69-71
• 5.3.6 氧化时间对微弧氧化膜层相组成的影响71-72
• 5.3.7 氧化时间对微弧氧化膜层耐蚀性能的影响72-75
• 5.4 本章小结75-77
• 第六章 总结论77-79
• 参考文献79-85
• 致谢85-87
• 研究成果87-89
• 作者和导师简介89-90
• 附件90-91

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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本文编号：1043444