镁合金微弧氧化复合陶瓷层的制备及其性能研究

发布时间：2017-11-23 12:13

本文关键词：镁合金微弧氧化复合陶瓷层的制备及其性能研究

【摘要】：镁合金以其质轻和优良的综合性能被广泛应用，但是镁及其合金活泼的电化学特性致使其耐蚀性较差限制了镁合金的使用范围。用各种表面处理技术提高镁合金耐蚀性是镁合金研究的重点，其中微弧氧化技术是目前公认为最有前途的镁合金表面处理技术，，可生成与基体结合好、硬度高、耐磨耐蚀性能优良的陶瓷层，但由于微弧氧化工作区的高压放电，使形成的陶瓷层表面存在多孔结构，降低耐蚀性缩短了使用寿命。针对上述问题，本论文提出在微弧氧化成膜过程中对膜层进行原位封孔的思路，采用在微弧氧化成膜过程向电解液中加入Al2O3胶体进行原位封孔技术制备镁合金复合陶瓷层，研究了Al2O3胶体的加入时间和加入量对陶瓷层组织结构和性能的影响，分析了影响陶瓷层腐蚀性能的机理；同时为进一步探讨复合陶瓷层与镁合金基体的变形协调性，在上述微弧氧化工艺基础上提出了磁控溅射离子镀技术与微弧氧化技术相结合的处理工艺制备了微弧氧化层/铝层双层涂层，讨论了多层涂层的组织结构和耐蚀性，为镁合金在复杂工况下的应用提供理论基础和技术参考。得到如下结果: （1）AZ91D镁合金进行微弧氧化生成的陶瓷层主要由MgO、Mg2SiO4和MgSiO3相组成，在微弧氧化电解液中加入Al2O3胶体时，生成的复合陶瓷层中还含有Al2O3、MgAl2O4相。（2）在微弧氧化电解液中加入Al2O3胶体生成的复合陶瓷层比未加入时膜层表面微孔数量减少，孔径减小，膜层厚度增加，复合陶瓷层最大厚度为未加入Al2O3胶体的两倍。（3）在微弧氧化电解液中加入Al2O3胶体可提高AZ91D镁合金的耐蚀性和耐磨性。在微弧氧化后期（约在氧化总时间的3/5）时加入Al2O3胶体比前期加入生成的复合陶瓷层的耐蚀性和耐磨性好，复合陶瓷层表现出最佳的耐腐蚀性和耐磨性。（4）随着Al2O3胶体用量的增多，复合陶瓷层的耐蚀性提高，但过多的Al2O3胶体用量对陶瓷层的耐蚀性能作用不大。（5）磁控溅射离子镀技术与微弧氧化技术相结合形成的微弧氧化层/铝层双涂层由微弧氧化陶瓷层、纯Al层和渗镀过渡层组成。利用Al2O3胶体进行原位封孔的微弧氧化层/铝层双涂层厚度较未加入时增加，表面形貌也更具有连续性，耐蚀性能更好。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4

【参考文献】

中国期刊全文数据库前10条

1 吕玲敏;杨f;栗万仲;;镁合金表面低温熔盐电镀铝研究进展[J];材料保护;2007年08期

2 李德辉;董杰;曾小勤;卢晨;丁文江;;高性能稀土镁合金研究进展[J];材料导报;2005年08期

3 吕文泉;王锦程;杨跃双;李俊杰;;高强镁合金的研究现状及发展趋势[J];材料导报;2012年05期

4 姜兆华;李爽;姚忠平;孙学通;;电解液对微弧氧化陶瓷膜结构与耐蚀性的影响[J];材料科学与工艺;2006年05期

5 吴振东;姜兆华;姚忠平;张雪林;;纯铝及其合金微弧氧化陶瓷膜性能分析[J];稀有金属材料与工程;2006年S2期

6 王申;潘伟;李新明;苏永忠;;镁合金微等离子体电解氧化陶瓷层生长及膜层微观形态和耐蚀性能的研究[J];稀有金属材料与工程;2007年S1期

7 李兆峰;廖志谦;匡蒙生;蒋鹏;张建欣;;Ti-6Al-2Zr-1Mo-3Nb合金微弧氧化陶瓷膜的结构与性能[J];稀有金属材料与工程;2011年01期

8 逯平;方铭中;曹路;许鑫华;;不同镁合金支架材料MAO/PLLA复合膜研究[J];稀有金属材料与工程;2011年12期

9 葛延峰;蒋百灵;李育磊;杨志远;;镁合金表面微弧氧化—SiO_2复合膜层的微观结构和耐蚀性[J];材料研究学报;2011年01期

10 覃奇贤;刘淑兰;;电极的极化和极化曲线(Ⅱ)——极化曲线[J];电镀与精饰;2008年07期