镁及镁合金表面含碳微弧氧化陶瓷层性能的研究

发布时间：2017-11-09 14:09

  本文关键词：镁及镁合金表面含碳微弧氧化陶瓷层性能的研究

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【摘要】：在Na2SiO3系和Na3PO4系两种电解液中添加适量的石墨烯添加剂(GE),利用微弧氧化技术(MAO)在镁及AZ31镁合金表面制备陶瓷层。通过性能分析和对比,结果表明,Na2SiO3系电解液中加入GE制备的微弧氧化陶瓷层中含有碳元素,且性能更好。主要研究了在Na2SiO3为主的电解液中加入GE后,微弧氧化工艺参数如起弧电压、工作电压、处理时间、占空比对镁及镁合金表面陶瓷层性能的影响。利用XPS、XRD、EMPA、SEM、AFM对陶瓷层的微观结构、表面形貌、截面厚度进行了检测。并利用摩擦磨损实验机测试了陶瓷层的耐磨性,利用电化学腐蚀工作站检测了陶瓷层的耐蚀性能。结果表明：由于GE的加入,MAO起弧电压明显降低,促进了微弧氧化反应的进行,而且制备的陶瓷层中含有碳元素,表面致密,粗糙度显著下降,表面硬度也得到提高。陶瓷层厚度为20-30μm。最佳工艺参数为GE量为0.01g-0.02g·L-1、占空比30%、反应时间10 min、工作电压350 V。摩擦磨损测试表明,含碳陶瓷层的摩擦系数最低为0.095较原始试样的摩擦系数0.45显著下降,镁及镁合金表们的耐磨性能明显得到改善。电化学腐蚀实验表明,纯镁经MAO处理后表面腐蚀速率仅为2.01×104 mm·a-1较原始试样的2.1363 mm.a-’减小4个数量级；AZ31镁合金MAO处理,表面腐蚀速率为2.16×10-5 mm·a-1较原始试样1.009× 10-2 mm·a-1的减小了3数量级,耐蚀性能显著提高。
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.453

【参考文献】

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本文编号：1162187