AZ51镁合金的低电压微弧氧化研究

发布时间：2017-08-27 05:35

  本文关键词：AZ51镁合金的低电压微弧氧化研究

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【摘要】：镁合金具有密度小、比强度和比刚度高、减震性好、电磁屏蔽性优良等特点,被广泛应用于汽车、电子通讯和航空航天等领域。但是由于其耐蚀性较差,使其应用受到限制。常规的化学氧化和阳极氧化等表面处理方法对镁合金表面虽有一定的保护作用,但其耐蚀性、外观质量等方面仍然不尽如人意。微弧氧化技术作为一种新兴的、绿色表面处理技术能够在镁合金表面形成硬度高、耐磨耐蚀性好的氧化膜层而得到广泛应用。 本文以AZ51镁合金为研究对象,采用低交流电压微弧氧化技术,制备出致密性良好的氧化膜层,解决了传统微弧氧化技术存在的“处理时间长、膜层表面放电孔洞大”的问题。并在此条件下研究了工艺参数与膜层厚度之间的关系,对不同厚度的微弧氧化膜层进行微观形貌分析和耐蚀性分析,得到如下结论： (1)处理液浓度、输出电压、氧化时间、处理液温度与膜层厚度之间存在非线性关系； (2)膜层主要由MgO和MgFz组成,其最大致密层厚度为30μm。且膜层耐蚀性与致密层厚度呈正比,即当膜层厚度为30μm时,膜层均一致密,耐蚀性最好； (3)AZ51镁合金制备微弧氧化膜层的最优工艺参数为：氟化钾浓度1000g／L、氢氧化钾浓度360g／L、调压器输出电压80V、处理液温度40℃、处理时间110s。 本研究成功制备了致密层厚度为30gm的AZ51镁合金微弧氧化膜层,处理时间为110s,该膜层的极化曲线证实其耐蚀性能优异。该研究为镁合金微弧氧化技术的应用做了基础研究。
【关键词】：镁合金 微弧氧化 低电压 厚度 耐蚀性
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-8
• 目录8-10
• 1 绪论10-27
• 1.1 镁及其合金的特性与发展现状10
• 1.2 镁及其合金的性能10-13
• 1.2.1 镁及其合金的发展现状11-13
• 1.3 镁及其合金的腐蚀及防护13-18
• 1.3.1 镁及其合金的主要腐蚀方式13-15
• 1.3.2 提高镁合金自身耐蚀性方法15-16
• 1.3.3 镁及其合金的表面处理方法16-18
• 1.4 微弧氧化技术18-26
• 1.4.1 微弧氧化发展历程19-21
• 1.4.2 微弧氧化机理研究21-23
• 1.4.3 微弧氧化工艺特点及应用23-25
• 1.4.4 微弧氧化存在问题及发展方向25-26
• 1.5 本课题主要研究意义26
• 1.6 本课题主要研究内容26-27
• 2 实验材料及研究方法27-31
• 2.1 实验材料及试样制备27-28
• 2.1.1 AZ51镁合金27
• 2.1.2 实验试剂27
• 2.1.3 试样制备27-28
• 2.2 微弧氧化实验装置28
• 2.3 实验流程28-29
• 2.3.1 试样预处理29
• 2.3.2 配制处理液29
• 2.3.3 微弧氧化处理29
• 2.4 实验分析方法及测试29-30
• 2.4.1 膜层微观形貌分析29
• 2.4.2 膜层物相组成分析29-30
• 2.4.3 膜层耐蚀性能研究30
• 2.5 课题工艺流程30-31
• 3 工艺参数对镁合金微弧氧化膜层厚度的研究31-54
• 3.1 微弧氧化膜层制备条件32-36
• 3.1.1 电源32
• 3.1.2 电解液32-33
• 3.1.3 等离子体33-35
• 3.1.4 实验设计及数据分析35-36
• 3.2 AZ51微弧氧化膜层结构与相组成36-40
• 3.2.1 AZ51微弧氧化膜层结构36-38
• 3.2.2 AZ51微弧氧化膜层的相组成38-40
• 3.3 工艺参数对AZ51微弧氧化膜层厚度的影响40-52
• 3.3.1 微弧氧化膜层生长过程40-41
• 3.3.2 KF浓度对膜层厚度的影响41-42
• 3.3.3 KOH浓度对膜层厚度的影响42-44
• 3.3.4 输出电压值对膜层厚度的影响44-46
• 3.3.5 处理时间对膜层厚度的影响46-48
• 3.3.6 处理液温度对膜层厚度的影响48-49
• 3.3.7 致密膜层最大厚度49-52
• 3.4 本章小结52-54
• 4 AZ51微弧氧化膜层的耐蚀性能研究54-64
• 4.1 镁合金微弧氧化膜的电化学测试54-56
• 4.2 厚度对微弧氧化膜层耐蚀性的影响56-61
• 4.2.1 致密层厚度对自腐蚀电位的影响56-58
• 4.2.2 致密层厚度对腐蚀电流密度的影响58-60
• 4.2.3 沙化层的耐蚀性60-61
• 4.3 AZ51镁合金制备微弧氧化膜层的最优参数61-62
• 4.4 本章小结62-64
• 5 结论64-65
• 参考文献65-69
• 作者简历69-71
• 学位论文数据集71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：744621