AZ31B镁合金表面MAO/PTFE复合膜的制备及其耐腐性研究
发布时间：2022-05-06 20:16
微弧氧化（Micro-arc Oxidation,MAO）是改善镁合金耐蚀性的一种富有前景的表面处理方法,但是基础碱性硅酸盐电解液中制备的微弧氧化膜有着不可避免的自身缺陷,即微弧放电通道内固体熔融物的喷出和气体的逸出使表面分布着无数大小不一的微米级孔洞和少量的微裂纹。腐蚀性离子如Cl-会沿着孔洞进入膜层内部,进而腐蚀基体,因此成为制约微弧氧化膜耐蚀性的瓶颈。电解液中加入纳米级颗粒添加剂,可以通过一步反应制备孔隙率降低的MAO膜,此外,厚度也有微小的增长,膜层的耐蚀性和耐磨性提高。本文分别在基础电解液中加入Al2O3、MgO、ZrO2三种纳米颗粒,探讨其不同浓度下,对表面形貌,截面形貌,物相组成,耐蚀性和耐磨性等的影响。研究结果表明,在本文的制备参数下,反应1500 s后的终止电压可高达410 V,但是膜层的厚度在7μm左右,绝大多数研究报道中制备的MAO膜厚度都大于20μm,因此本文制备的为薄层MAO膜,但耐蚀性优于大多数研究报道中的结果。Al2O3纳米颗...
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
磁控溅射正交电场磁场示意图
表 2.1 主要实验试剂及实验原料Table 2.1 Experiment reagent and raw materials试剂名称 分子式 纯度 厂商氧化铝纳米颗粒 Al2O3分析纯 北京德科岛金科技有限公司氧化镁纳米颗粒 MgO 分析纯 北京德科岛金科技有限公司氧化锆纳米颗粒 ZrO2分析纯 北京德科岛金科技有限公司硅酸钠 Na2SiO3﹒9H2O 分析纯 重庆川东化工有限公司氢氧化钾 KOH 分析纯 重庆川东化工有限公司氟化钠 NaF 分析纯 重庆川东化工有限公司氯化钠 NaCl 分析纯 重庆川东化工有限公司无水乙醇 C2H6O 分析纯 重庆川东化工有限公司去离子水 H2O 18MΩ 自制聚四氟乙烯靶材 (C2F4)n99.999% 北京中诺新材科技有限公司氩气 Ar 99.999% 重庆市力拓气体有限公司
浓度变化分别为 1 g/L 、4 g/L 、7 g/L、10 g/L。添加纳米颗粒之后，电解液 20 min，使添加剂均匀分散，反应过程中采用电动搅拌装置搅拌，抑制添加聚沉降。当浓度大于 10 g/L 时，超声分散和搅拌依然不能抑制沉降。④采用单段正向脉冲形式，恒流控制模式，设定频率为 1000 Hz，占空比为 化时间为 25 min，电流密度为 15 mA/cm2。制备完成后，样品用去离子水清风吹干。.2.3 PTFE 薄膜的制备①取 2.1 中耐蚀性最优的 MAO 膜层制备参数，以此膜层作为中间层，在其制备 PTFE 涂层。②采用 JPGF–480 型磁控溅射仪在 MAO 涂层表面溅射 PTFE 薄膜。溅射靶62 mm×6 mm 的 PTFE 靶材，采用 Ar 气作为溅射气体，溅射制备 PTFE 薄膜底真空为 3×10–3Pa，溅射气压、真空室环境温度、溅射功率、溅射时间根据要求设置。主体实验的简易流程图如图 2.2 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ca对医用Mg-4Zn合金轧制板材组织与性能的影响[J]. 陈吉华,邹正阳,严红革,苏斌,邰辉辉,巩晓乐,黄姜凌. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(12)
[2]镁合金表面层层组装PSS/PAH膜诱导钙磷涂层[J]. 崔蓝月,吴思思,徐丽粉,曾荣昌,李硕琦,张芬. 表面技术. 2017(03)
[3]镁合金在航空航天领域研究应用现状与展望[J]. 吴国华,陈玉狮,丁文江. 载人航天. 2016(03)
[4]纳米Al2O3掺杂AZ31B镁合金表面微弧氧化膜的结构与性能[J]. 崔学军,杨瑞嵩,李明田. 中国腐蚀与防护学报. 2016(01)
[5]Corrosion Behavior of Reactive Sputtered Al2O3 and ZrO2 Thin Films on Mg Disk Immersed in Saline Solution[J]. Ruben Kotoka,Sergey Yarmolenko,Devdas Pai,Jag Sankar. Journal of Materials Science & Technology. 2015(09)
[6]航空航天用高性能超轻镁锂合金[J]. 王军武,刘旭贺,王飞超,肖阳. 军民两用技术与产品. 2013(06)
[7]AZ31镁合金微弧氧化与有机镀膜的复合表面改性及功能特性[J]. 赖晓明,康志新,李元元. 中国有色金属学报. 2011(06)
[8]镁合金阳极氧化膜封孔处理的研究进展[J]. 张荣发,王方圆,胡长员,李文魁,向军淮,多树旺,李明升,何向明. 材料工程. 2007(11)
博士论文
[1]Mg-Zn-Y（-Gd）镁合金凝固组织与性能的研究[D]. 史菲.哈尔滨工业大学 2015
[2]镁合金表面PVD膜层的制备与腐蚀破坏[D]. 吴国松.上海交通大学 2006
硕士论文
[1]固溶时效工艺对Mg-7Y-1Nd合金组织和耐蚀性能的影响[D]. 侯彩凤.山东大学 2017
[2]镁合金微弧氧化—磁控溅射镀镍复合膜制备及耐蚀性研究[D]. 王涛.哈尔滨工业大学 2016
[3]镁合金表面TiO2/Ti复合改性层的制备及其性能研究[D]. 孙永花.太原理工大学 2016
本文编号：3651143
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
磁控溅射正交电场磁场示意图
表 2.1 主要实验试剂及实验原料Table 2.1 Experiment reagent and raw materials试剂名称 分子式 纯度 厂商氧化铝纳米颗粒 Al2O3分析纯 北京德科岛金科技有限公司氧化镁纳米颗粒 MgO 分析纯 北京德科岛金科技有限公司氧化锆纳米颗粒 ZrO2分析纯 北京德科岛金科技有限公司硅酸钠 Na2SiO3﹒9H2O 分析纯 重庆川东化工有限公司氢氧化钾 KOH 分析纯 重庆川东化工有限公司氟化钠 NaF 分析纯 重庆川东化工有限公司氯化钠 NaCl 分析纯 重庆川东化工有限公司无水乙醇 C2H6O 分析纯 重庆川东化工有限公司去离子水 H2O 18MΩ 自制聚四氟乙烯靶材 (C2F4)n99.999% 北京中诺新材科技有限公司氩气 Ar 99.999% 重庆市力拓气体有限公司
浓度变化分别为 1 g/L 、4 g/L 、7 g/L、10 g/L。添加纳米颗粒之后，电解液 20 min，使添加剂均匀分散，反应过程中采用电动搅拌装置搅拌，抑制添加聚沉降。当浓度大于 10 g/L 时，超声分散和搅拌依然不能抑制沉降。④采用单段正向脉冲形式，恒流控制模式，设定频率为 1000 Hz，占空比为 化时间为 25 min，电流密度为 15 mA/cm2。制备完成后，样品用去离子水清风吹干。.2.3 PTFE 薄膜的制备①取 2.1 中耐蚀性最优的 MAO 膜层制备参数，以此膜层作为中间层，在其制备 PTFE 涂层。②采用 JPGF–480 型磁控溅射仪在 MAO 涂层表面溅射 PTFE 薄膜。溅射靶62 mm×6 mm 的 PTFE 靶材，采用 Ar 气作为溅射气体，溅射制备 PTFE 薄膜底真空为 3×10–3Pa，溅射气压、真空室环境温度、溅射功率、溅射时间根据要求设置。主体实验的简易流程图如图 2.2 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ca对医用Mg-4Zn合金轧制板材组织与性能的影响[J]. 陈吉华,邹正阳,严红革,苏斌,邰辉辉,巩晓乐,黄姜凌. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(12)
[2]镁合金表面层层组装PSS/PAH膜诱导钙磷涂层[J]. 崔蓝月,吴思思,徐丽粉,曾荣昌,李硕琦,张芬. 表面技术. 2017(03)
[3]镁合金在航空航天领域研究应用现状与展望[J]. 吴国华,陈玉狮,丁文江. 载人航天. 2016(03)
[4]纳米Al2O3掺杂AZ31B镁合金表面微弧氧化膜的结构与性能[J]. 崔学军,杨瑞嵩,李明田. 中国腐蚀与防护学报. 2016(01)
[5]Corrosion Behavior of Reactive Sputtered Al2O3 and ZrO2 Thin Films on Mg Disk Immersed in Saline Solution[J]. Ruben Kotoka,Sergey Yarmolenko,Devdas Pai,Jag Sankar. Journal of Materials Science & Technology. 2015(09)
[6]航空航天用高性能超轻镁锂合金[J]. 王军武,刘旭贺,王飞超,肖阳. 军民两用技术与产品. 2013(06)
[7]AZ31镁合金微弧氧化与有机镀膜的复合表面改性及功能特性[J]. 赖晓明,康志新,李元元. 中国有色金属学报. 2011(06)
[8]镁合金阳极氧化膜封孔处理的研究进展[J]. 张荣发,王方圆,胡长员,李文魁,向军淮,多树旺,李明升,何向明. 材料工程. 2007(11)
博士论文
[1]Mg-Zn-Y（-Gd）镁合金凝固组织与性能的研究[D]. 史菲.哈尔滨工业大学 2015
[2]镁合金表面PVD膜层的制备与腐蚀破坏[D]. 吴国松.上海交通大学 2006
硕士论文
[1]固溶时效工艺对Mg-7Y-1Nd合金组织和耐蚀性能的影响[D]. 侯彩凤.山东大学 2017
[2]镁合金微弧氧化—磁控溅射镀镍复合膜制备及耐蚀性研究[D]. 王涛.哈尔滨工业大学 2016
[3]镁合金表面TiO2/Ti复合改性层的制备及其性能研究[D]. 孙永花.太原理工大学 2016
本文编号：3651143
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