学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

AZ91D压铸镁合金微弧氧化工艺及膜层腐蚀行为研究

作　者: 陈宏
导　师: 冯忠绪；郝建民
学　校: 长安大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 镁合金微弧氧化腐蚀行为腐蚀机理电化学等效电路
分类号: TG174.4
类　型: 博士论文
年　份: 2009年
下　载: 160次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

微弧氧化是一种可以在阀金属表面原位生长出陶瓷氧化膜的表面处理技术。微弧氧化处理使镁合金的耐蚀性、耐磨性及综合性能有较大提高,而且处理工艺简单、易操作、处理效率高,在航天、航空、汽车、电子和机械等行业中具有巨大的推广潜力和应用前景。然而,镁合金基体耐蚀性差的先天不足、膜层的腐蚀机理复杂、镁合金专用微弧氧化处理溶液体系较少、溶液寿命短及处理工件的稳定性较差等问题,都是镁合金微弧氧化技术走向成熟及扩大镁合金应用有待解决的课题。本文研究了AZ91D压铸镁合金微弧氧化处理工艺及膜层的生长规律；分析了膜层在不同介质中的腐蚀行为及膜层的抗蚀机理。主要得出以下结论：研制出稳定性好、寿命长的锆盐(MZ)体系溶液。锆盐体系溶液微弧氧化处理后试样MZ400在不同腐蚀介质中的耐蚀性均优于硅酸盐(MS)体系和铝酸盐(MA)体系溶液制备的试样,MZ400试样可耐盐雾腐蚀达384h。锆盐体系溶液制备试样的耐蚀性随膜层厚度的增加而增加；交流阻抗图谱及等效电路拟合建立的腐蚀模型表明,MZ体系溶液制备试样的膜层腐蚀反应电阻Rt较大,腐蚀反应阻力大,难以发生腐蚀。腐蚀介质是均匀地渗入膜层,在腐蚀介质与膜层间界面发生均匀腐蚀。MS体系和MA体系溶液制备的试样腐蚀模式为点腐蚀；SEM分析表明,MS体系和MZ体系溶液制备的试样膜层具有网—孔状形貌特征,这种网状形貌是由相互间连接形成的网和微弧氧化反应形成的反应通道孔构成的；MA体系溶液制备的试样膜层是通过颗粒相互堆积而形成的,具有颗粒状形貌特征；MZ400试样的膜层厚度约为30μm,其膜层比较致密,随着膜层生长的进行及其厚度的增加,初始形成的反应通道孔被覆盖填充,几乎观察不到垂直于表面的反应通道的残留现象；XRD分析表明,MZ体系溶液制备微弧氧化膜层主要由Zr02相组成,这说明溶液中添加的Zr元素通过微弧氧化的复杂反应已经进入膜层中。该膜层显微硬度高于其它膜层,这主要源于膜层中的Zr02具有的优异性能。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-35
  1.1 镁的用途  11-12
  1.2 我国镁合金应用开发与产业化  12-13
    1.2.1 丰富的镁资源  12
    1.2.2 我国镁产业发展状况  12-13
  1.3 镁的腐蚀特点  13-15
  1.4 镁合金的表面处理技术  15-22
    1.4.1 电化学镀  15-16
    1.4.2 化学转化处理——化学转化膜  16-17
    1.4.3 液相沉积与溶胶凝胶涂层  17
    1.4.4 自组装单分子膜  17-18
    1.4.5 阳极氧化处理  18-19
    1.4.6 喷涂  19-20
    1.4.7 气相沉积  20-21
    1.4.8 激光表面处理  21-22
  1.5 镁合金微弧氧化处理  22-30
    1.5.1 微弧氧化技术的研究现状  22-23
    1.5.2 微弧氧化技术的基本原理  23-25
    1.5.3 微弧氧化膜层的性能  25-26
    1.5.4 镁及其合金的微弧氧化  26-30
  1.6 研究内容与方法  30-35
    1.6.1 研究目的  31-32
    1.6.2 研究方法与内容  32-35
第二章微弧氧化工艺  35-51
  2.1 镁合金试样的制备与微弧氧化处理  35-39
    2.1.1 镁合金试样  36
    2.1.2 镁合金微弧氧化处理  36-39
  2.2 微弧氧化溶液体系  39-42
    2.2.1 硅酸盐溶液体系  39-40
    2.2.2 铝酸盐溶液体系  40
    2.2.3 锆盐溶液体系  40-42
  2.3 溶液的老化失效分析  42-44
  2.4 膜层生长及表面状态的影响因素  44-50
    2.4.1 电压与电流  44-45
    2.4.2 溶液对膜层的影响  45-47
    2.4.3 脉冲频率对膜层的影响  47-48
    2.4.4 占空比对膜层的影响  48-50
  2.5 本章小结  50-51
第三章腐蚀试验与分析  51-85
  3.1 浸泡腐蚀试验  51-54
  3.2 NaCl中性盐雾腐蚀  54-59
    3.2.1 NaCl中性盐雾试验条件  54
    3.2.2 NaCl中性盐雾试验结果  54-59
  3.3 电化学腐蚀  59-82
    3.3.1 电化学测试方法  59-60
    3.3.2 在3.5%NaCl溶液中的极化曲线  60-64
    3.3.3 在盐酸中的极化曲线  64-68
    3.3.4 在硫酸中的极化曲线  68-71
    3.3.5 在强碱中的极化曲线  71-72
    3.3.6 交流阻抗测试  72-76
    3.3.7 腐蚀物理模型建立——等效电路与拟合  76-82
  3.4 本章小结  82-85
第四章微弧氧化膜层的分析  85-107
  4.1 膜层微观形貌分析  85-94
    4.1.1 膜层表面形貌分析  85-90
    4.1.2 膜层截面形貌分析  90-94
  4.2 膜层物相组成分析  94-100
    4.2.1 膜层相成分的XRD分析  94-96
    4.2.2 膜层元素能谱分析  96-100
  4.3 膜层硬度分析  100-102
    4.3.1 微弧氧化时间的影响  100-101
    4.3.2 电源脉冲频率的影响  101-102
  4.4 膜层腐蚀行为机理分析  102-105
  4.5 本章小结  105-107
第五章结论与展望  107-111
  5.1 论文研究的主要结论  107-109
  5.2 论文主要创新点  109-110
  5.3 进一步研究工作的展望  110-111
参考文献  111-121
攻读博士学位期间取得的学术成果  121-123
攻读博士学位期间参与的主要科研项目  123-125
致谢  125

AZ91D压铸镁合金微弧氧化工艺及膜层腐蚀行为研究

内容摘要

全文目录

相似论文