【摘要】：铝及其合金具有比重小、比强度高、成型加工性好、导热导电性佳等独特优势而受到运输、建材、航天和电子等行业的青睐。铝自身化学活性较高,在自然环境下易氧化形成致密薄膜,然而其自氧化膜在酸、碱等特殊环境中的防护性能极其有限而远不能满足实际生产的需要。因此,研究铝及其合金的表面改性技术,对于确保铝合金制品使役安全,拓展铝合金应用领域具有重要意义。本文以6063铝合金为研究对象,以开发新型绿色环保化学转化技术为研究目标,对铝合金表面预处理及新型环保化学转化技术进行了研究。论文的主要研究工作及成果/结果如下:1)预处理工艺研究:基于新开发的H_3PO_4-Na_2MoO_4基复配化学转化液,研究了9种预处理方案对基材表面形貌与成膜效果的影响规律,筛选出最佳预处理工艺方案,并对成膜效果影响显著的重要工序进行了工艺优化。最终确定了预处理工艺方案如下:强碱浸蚀(40g/LNaOH,20g/LNaCO_3,20g/LNa_3PO_4,50℃,2min)→去斑(35%HNO_3,100g/LFe(NO_3)_3,3g/L添加剂A,RT,2.5min)→碱活化(10g/LNaOH,RT,30s)。典型预处理试样表面SEM与EDS分析结果显示:去斑工序具有调整铝基表面微观形貌,重建表面微结构的作用;追加碱活化可赋予表面活性,基材表层第二相轻微暴露,成膜效率提升。2)新型化学转化工艺研究:基于前期优化的预处理工艺,以膜面密度、膜层耐蚀性能、膜/基结合力以及转化膜外观质量为主要评价指标,研究了转化液各有效组分及转化参数对成膜效果的影响规律,最终锁定H_3PO_4-Na_2MoO_4基新型化学转化工艺条件如下:20ml/L H_3PO_4,4g/L ZnO,1.5g/L Na_2MoO_4?2H_2O,2g/L络合剂B,1g/L促进剂C,水基复配溶液,溶液pH值2.0,转化温度45℃,转化时间10min。典型转化膜试样SEM、EDS分析结果表明:化学转化膜主要由P、Zn、Mo、O元素组成,膜层结构较为均匀、致密,间有离散分布的唇状微裂纹。3)低表面能物质化学修饰效果研究:在预处理、转化液配方及转化参数系统优化的基础上,研究了表面化学修饰对转化膜性能的影响规律,最终确定化学修饰工艺条件如下:15g/L硬脂酸乙醇基溶液,处理温度80℃,浸泡处理时间1h。经表面修饰处理后,转化膜的点滴时间最长可达216s,是修饰前的2.5倍。SEM观察发现:硬脂酸修饰处理对化学转化膜层内的微裂纹、孔隙等显微缺陷具有显著的封闭效应;硬脂酸在转化膜表面发生自组装,在铝基表面形成了以转化膜为骨架,硬脂酸疏水层为封闭层的复合膜层。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG178
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 史宁;张书弟;李德顺;杜鹏飞;李礼;吴星星;安成强;;铝及铝合金无铬化学转化处理的研究进展[J];化学工程与装备;2015年02期
2 冯瑞沁;衣守志;董世文;闫婷婷;焦斌;;硅烷无铬钝化膜的耐腐蚀性能及成分探究[J];表面技术;2014年06期
3 崔欢欢;范云鹰;;几种常用锌层无铬钝化技术的研究进展[J];材料保护;2014年08期
4 隋艳;;有机硅烷无铬钝化工艺的研究[J];化学工程与装备;2014年02期
5 王刚;祝伟忠;王明坤;徐群峰;;铝材料在交通运输领域的应用[J];世界有色金属;2013年S1期
6 李红玲;刘清玲;;6061铝合金表面无铬稀土镧转化膜性能的研究[J];表面技术;2013年03期
7 李玲莉;杨雨云;赵刚;崔秀芳;;镁合金表面钇盐化学转化膜的制备与表征[J];哈尔滨工程大学学报;2012年12期
8 刘斌;郑秋;党朋;曾伟;;铝合金在架空导线领域的应用及发展[J];电线电缆;2012年04期
9 李红玲;陈改荣;;一种铝合金无铬磷酸盐稀土转化膜的结构[J];腐蚀与防护;2011年09期
10 张圣麟;李维维;张小麟;马强;遥远;王圆圆;;氯化铈对铝合金铬酸盐转化膜防护性能的影响[J];腐蚀与防护;2011年04期
相关会议论文 前1条
1 刘晓辉;李鑫庆;欧阳贵;;铝材无铬有色化学转化膜工艺研究与应用[A];第十届全国转化膜及表面精饰学术年会论文集[C];2014年
相关博士学位论文 前1条
1 张军军;铝合金表面Ce-Mn转化膜常温制备及表征[D];华南理工大学;2010年
相关硕士学位论文 前1条
1 尚守研;铝合金预处理及无铬化学转化膜制备工艺研究[D];燕山大学;2015年
本文编号：
2807006
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/2807006.html
