6063铝合金有色钛锆转化膜的快速制备及成膜机理研究

发布时间：2016-12-02 14:47

  本文关键词：6063铝合金有色钛锆转化膜的快速制备及成膜机理研究，由笔耕文化传播整理发布。

《华南理工大学》 2013年

6063铝合金有色钛锆转化膜的快速制备及成膜机理研究

黎雪芬  

【摘要】：钛锆转化膜是最有希望代替铬酸盐转化膜的技术之一。本文在课题组前期研究的有色钛锆转化膜处理工艺的基础上，针对成膜时间长的缺点，通过添加剂的筛选和成膜工艺参数的优化，得到最优快速成膜工艺，实现室温下快速制备耐蚀性能优异的金黄色钛锆转化膜，并对成膜机理进行探讨。 通过筛选实验，确定了添加剂的种类。在此基础上再进行正交实验和单因素实验，确定了最优快速成膜工艺参数为：H_2TiF_67g/L，H_2ZrF_61g/L，F﹣3g/L，有机酸着色剂7g/L，硫酸盐5g/L，有机酸缓蚀剂2g/L，pH=4.7~5.1，处理温度为室温，成膜时间为10min。 铝合金经过最优快速成膜工艺处理后得到均匀的金黄色转化膜，其自腐蚀电流密度为0.11μA/cm2，仅为基体的1.3%，耐蚀性能优异。通过SEM对表面和截面的微观形貌分析，发现转化膜是由大小不一的颗粒堆积而成，且膜厚约为5μm。 运用EDS、XRD和XPS对转化膜的组织成分进行表征，结果表明：转化膜的主要构成元素为F、Al、Na、C和O，它们以Na_3AlF_6、金属的氧化物以及金属的有机络合物的形式存在。 通过对成膜过程的E-t曲线分析和对不同成膜时间转化膜形貌分析，得到转化膜的成膜机理：微阳极区和微阴极区的反应使Al不断溶解为Al~(3+)，并与转化液中存在的F﹣、Na~+生成Na_3AlF_6沉积在试样表面。有机酸着色剂的水解产物与金属离子生成稳定的络合物，但由于有机分子体积大而受到较大的空间位阻作用，有机络合物难以接近试样表面而沉积在Na_3AlF_6上面。 对硫酸盐的促进机理进行分析，发现由于其本身具有强氧化性，在转化液中容易被还原而消耗e~﹣，从而加快了Al的溶解速度，为Na_3AlF_6的生成提供大量的Al~(3+)，加快了Na_3AlF_6的生成和沉积，提高成膜速度，缩短成膜时间。

【关键词】：
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TG174.4
【目录】：

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