纳米注塑（PPS）镁合金微弧氧化膜层的制备与性能研究

发布时间：2022-11-08 21:52

　　镁合金的低密度、高比强度和比刚度、良好的电磁屏蔽性能以及导热性能等众多优点,能够充分满足“3C”产品轻薄化、微型化以及电磁屏蔽和散热功能的要求,成为便携型“3C”产品的首选外壳材料。随着无线网络大众化时代的到来,镁合金材料优异的电磁屏蔽性能在提高无线信号质量的同时会屏蔽掉外来信号,所以在电子壳体设计加工时需留出局部无需电磁屏蔽区域进行纳米注塑PPS（Polyphenylene Sulfide—聚苯硫醚）以保证满足其无线操作的要求。但是镁合金耐腐蚀性能差,微弧氧化能够有效改善镁合金的耐蚀性能,但是采用传统的镁合金微弧氧化工艺处理纳米注塑PPS的镁合金,在镁合金和塑胶的结合处易出现烧蚀现象。本文通过正交试验研究了电解液成分组成、浓度以及电参数对纳米注塑PPS的镁合金微弧氧化成膜过程的影响,利用SEM分析所得膜层的表面形貌,采用盐雾试验箱等仪器确定氧化膜的耐蚀性能,综合考察微弧氧化陶瓷膜的性能,确定了电解液的组分、浓度以及电参数。研究结果表明:（1）通过单变量实验中各电解质组元对纳米注塑（PPS）镁合金微弧氧化膜层的影响规律以及工艺的方便性和可行性,优选出电解液的最佳组分范围:硼酸钠15～2... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 镁合金特性
        1.1.1 镁合金在“3C”产业中的应用
        1.1.2 镁合金表面处理技术
    1.2 微弧氧化技术
        1.2.1 微弧氧化成膜原理
        1.2.2 工艺参数对微弧氧化膜层的影响
    1.3 纳米注塑(PPS)镁合金表面处理技术存在的问题
    1.4 本课题的研究目的和意义
    1.5 本课题的研究内容
2 实验设备及方法
    2.1 实验材料
    2.2 微弧氧化设备
    2.3 电解液组分的确定
    2.4 电参数的选择
    2.5 微弧氧化膜的制备
        2.5.1 试样前处理
        2.5.2 电解液配制
        2.5.3 微弧氧化处理
    2.6 微弧氧化膜的表征方法
        2.6.1 外观检测
        2.6.2 膜厚测试
        2.6.3 膜层粗糙度测试
        2.6.4 膜层微观形貌及成分分析
        2.6.5 膜层耐蚀性测试
    2.7 技术路线
3 电解质组分对微弧氧化的影响及优化
    3.1 硼酸钠浓度优化
        3.1.1 硼酸钠对微弧氧化电压的影响
        3.1.2 硼酸钠浓度对膜层表面形貌的影响
        3.1.3 硼酸钠浓度对样品表面PPS的影响
        3.1.4 硼酸钠浓度对膜层耐蚀性的影响
    3.2 磷酸二氢胺浓度优化
        3.2.1 磷酸二氢胺浓度对微弧氧化电压的影响
        3.2.2 磷酸二氢胺浓度对膜层表面形貌的影响
        3.2.3 磷酸二氢胺浓度对样品表面PPS的影响
        3.2.4 磷酸二氢胺浓度对膜层耐蚀性的影响
    3.3 氟化钾浓度优化
        3.3.1 氟化钾对微弧氧化电压的影响
        3.3.2 氟化钾浓度对膜层表面形貌的影响
        3.3.3 氟化钾浓度对样品表面PPS的影响
        3.3.4 氟化钾浓度对膜层耐蚀性的影响
    3.4 氢氧化钠浓度优化
        3.4.1 氢氧化钠对微弧氧化电压的影响
        3.4.2 氢氧化钠浓度对膜层表面形貌的影响
        3.4.3 氢氧化钠浓度对样品表面PPS的影响
        3.4.4 氢氧化钠浓度对膜层耐蚀性的影响
    3.5 电解液正交试验设计
        3.5.1 电解液正交实验结果
        3.5.2 膜层耐腐蚀性能
    3.6 本章小结
4 电参数对微弧氧化的影响及优化
    4.1 电流密度优化
        4.1.1 电流密度对微弧氧化电压的影响
        4.1.2 电流密度对膜层表面形貌的影响
        4.1.3 电流密度对样品表面PPS的影响
        4.1.4 电流密度对膜层耐蚀性的影响
    4.2 频率优化
        4.2.1 频率对微弧氧化电压的影响
        4.2.2 频率对膜层表面形貌的影响
        4.2.3 频率对样品表面PPS的影响
        4.2.4 频率对膜层耐蚀性的影响
    4.3 占空比优化
        4.3.1 占空比对微弧氧化电压的影响
        4.3.2 占空比对膜层表面形貌的影响
        4.3.3 占空比对样品表面PPS的影响
        4.3.4 占空比对膜层耐蚀性的影响
    4.4 微弧氧化时间优化
        4.4.1 微弧氧化时间对膜层表面形貌的影响
        4.4.2 微弧氧化时间对样品表面PPS的影响
        4.4.3 微弧氧化时间对膜层耐蚀性的影响
    4.5 电参数正交试验设计
        4.5.1 电参数正交试验设计方案
        4.5.2 膜层耐腐蚀性能
    4.6 本章小结
5 纳米注塑(PPS)镁合金微弧氧化的膜层特性研究及烧蚀机理探讨
    5.1 优化工艺下纳米注塑(PPS)镁合金微弧氧化过程及膜层特性研究
        5.1.1 微弧氧化过程
        5.1.2 膜层的表面形貌及元素分布
        5.1.3 膜层的耐蚀性研究
    5.2 纳米注塑(PPS)镁合金微弧氧化的烧蚀机理探讨
        5.2.1 纳米注塑(PPS)镁合金微弧氧化烧蚀的介绍
        5.2.2 纳米注塑(PPS)镁合金微弧氧化烧蚀的机理及影响因素
    5.3 本章小结
6 结论
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]表面处理方式对镁合金表面品质的影响[J]. 张亚琴,李远发,陈善荣,余子健,宋卓能,吴奎.  特种铸造及有色合金. 2018(05)
[2]微弧氧化及其在镁合金腐蚀防护领域的研究进展[J]. 崔学军,平静.  中国腐蚀与防护学报. 2018(02)
[3]KH-550对AZ31B镁合金表面微弧氧化膜结构及性能的影响[J]. 崔学军,代鑫,郑冰玉,张颖君.  中国腐蚀与防护学报. 2017(03)
[4]镁合金表面防腐蚀技术的研究进展[J]. 周林,杨素媛.  兵器材料科学与工程. 2009(05)
[5]镁合金微弧氧化陶瓷膜层研究进展[J]. 李贵江,李亮,许长庆.  热加工工艺. 2008(18)
[6]镁合金微弧氧化过程中局部烧蚀现象的研究[J]. 陈海涛,马跃洲,张昌青,马凤杰.  表面技术. 2008(01)
[7]AZ91D镁合金微弧氧化工艺参数的优化[J]. 骆海贺,蔡启舟,魏伯康.  特种铸造及有色合金. 2007(07)
[8]镁合金在汽车工业和3C产品中的应用[J]. 李轶,程培元,华林.  江西有色金属. 2007(02)
[9]镁合金触变成形在3C产品壳体上的应用[J]. 曾英,罗静.  重庆工学院学报. 2006(11)
[10]电参数对镁合金阳极氧化膜性能影响的研究进展[J]. 张荣发,李明升,龙小丽,何向明,单大勇,韩恩厚.  中国有色金属学报. 2006(11)

硕士论文
[1]电参数对镁合金微弧氧化局部持续电弧烧蚀的影响[D]. 王天祥.兰州理工大学 2017



本文编号：3704621