学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

镁合金环保型阳极氧化及着色工艺的研究

作　者: 李海先
导　师: 安茂忠
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 化学工程与技术
关键词: 镁合金环保型阳极氧化苯并三氮唑点蚀
分类号: TG177
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 43次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

镁合金是最轻的金属结构材料之一,被誉为21世纪的“绿色工程材料”。但是由于镁合金的耐蚀性差,严重制约了其应用。目前,研究镁合金的环保型阳极氧化工艺,并对氧化膜进行化学着色及封孔处理,提高其装饰性和耐蚀性,具有重要的工业应用价值。本文对AZ31镁合金环保型阳极氧化工艺、化学着色及封孔工艺进行了研究。首先采用正交优化设计,以氧化膜的光滑度、均一性为评定指标,开发出一种环保型镁合金阳极氧化工艺。随后在电解液中加入苯并三氮唑,确定了最佳阳极氧化工艺条件。采用此工艺能在镁合金表面上形成灰白色、均匀、多孔的光滑氧化膜。最后,经化学着色和溶胶-凝胶封孔处理后,氧化膜满足装饰性的要求,同时又具有较高的耐蚀性。通过电压-时间曲线对镁合金阳极氧化成膜过程进行了探索,采用XRD、EDS、SEM对氧化膜结构、化学成分和形貌进行了分析研究,结果表明,镁合金阳极氧化膜孔分布均匀、致密,主要有MgO组成,还有少量的SiO₂。对采用溶胶-凝胶封孔后的着色膜的耐磨性、结合力、耐候性的测试,结果表明:用橡皮来回擦拭着色膜表面50次,无掉膜失色现象;氧化膜及溶胶-凝胶层结合力良好;溶胶-凝胶封孔后的着色膜耐候性较好,比较适合用作室内的装饰材料。通过中性盐水浸泡实验、阳极极化曲线、Tafel曲线、电化学阻抗对封孔后氧化膜的耐蚀性进行测试,结果一致表明:阳极氧化处理提高了镁合金的耐蚀性;着色处理满足了氧化膜的装饰性要求,但对耐蚀性提高不大;溶胶-凝胶封孔处理可以显著提高镁合金阳极氧化膜的耐蚀性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-26
  1.1 课题背景  10-15
    1.1.1 镁合金的特点  10-11
    1.1.2 镁合金的应用  11-13
    1.1.3 镁及其合金的腐蚀  13-15
  1.2 镁合金阳极氧化工艺及其发展  15-18
    1.2.1 Dow17 工艺  16
    1.2.2 HAE 工艺  16
    1.2.3 Anomag 工艺  16-17
    1.2.4 Tagnite 工艺  17
    1.2.5 Magoxid-coat 工艺  17-18
    1.2.6 UBE-5 工艺  18
  1.3 镁合金环保型阳极氧化电解液体系及其发展  18-24
    1.3.1 硅酸盐-铝酸盐体系  18-19
    1.3.2 硅酸盐-硼酸盐体系  19-20
    1.3.3 硅酸盐-氟化物体系  20-21
    1.3.4 铝酸盐-硼酸盐体系  21-22
    1.3.5 磷酸盐-氟化物体系  22-23
    1.3.6 有机羧酸盐体系  23-24
  1.4 镁合金氧化膜的着色及封孔技术  24-25
    1.4.1 镁合金氧化膜的着色技术  24
    1.4.2 镁合金氧化膜的封孔技术  24-25
  1.5 本文研究的目的及主要内容  25-26
第2章实验材料与测试方法  26-31
  2.1 实验材料与装置  26-28
    2.1.1 实验药品  26
    2.1.2 实验仪器  26-27
    2.1.3 实验装置  27-28
  2.2 镁合金阳极氧化工艺  28
  2.3 测试方法  28-31
    2.3.1 厚度测定  28
    2.3.2 外观评定  28
    2.3.3 结合力测试  28-29
    2.3.4 耐磨性评定  29
    2.3.5 耐候性  29
    2.3.6 形貌观察  29
    2.3.7 相组成测定  29-30
    2.3.8 元素组成分析  30
    2.3.9 耐蚀性测定  30-31
第3章镁合金环保型阳极氧化工艺研究  31-43
  3.1 环保型阳极氧化体系的选择  31-34
    3.1.1 KOH-Na_2SiO_3-NaAlO_2 体系  31-32
    3.1.2 KOH-NaB_4O_7-NaAlO_2 体系  32-33
    3.1.3 NaOH-Na_2SiO_3-NaB_4O_7 体系  33-34
  3.2 NaOH-Na_2SiO_3-NaB_4O_7 体系组成的优化  34-39
    3.2.1 正交试验因素的选择  34-36
    3.2.2 镁合金阳极氧化的前处理流程  36
    3.2.3 镁合金阳极氧化的工艺条件  36
    3.2.4 正交实验结果分析  36-38
    3.2.5 阳极氧化体系的确定  38-39
  3.3 NaOH-Na_2SiO_3-NaB_4O_7 体系工艺条件的优化  39-42
    3.3.1 电流密度的影响  39-41
    3.3.2 电源类型的影响  41-42
  3.4 本章小结  42-43
第4章苯并三氮唑在镁合金阳极氧化作用的研究  43-53
  4.1 苯并三氮唑的性质及应用  43
  4.2 苯并三氮唑对镁合金阳极氧化成膜过程的影响  43-44
  4.3 苯并三氮唑对镁合金阳极氧化膜性能的影响  44-51
    4.3.1 苯并三氮唑对氧化膜表面形貌的影响  44-47
    4.3.2 苯并三氮唑对氧化膜元素组成的影响  47-48
    4.3.3 苯并三氮唑对氧化膜的相组成的影响  48-49
    4.3.4 苯并三氮唑对氧化膜耐蚀性的影响  49-51
  4.4 苯并三氮唑作用机理的分析  51-52
  4.5 本章小结  52-53
第5章镁合金阳极氧化膜的着色和封孔工艺研究  53-72
  5.1 引言  53-54
    5.1.1 着色剂的选择  53
    5.1.2 着色工艺的主要影响因素  53-54
  5.2 镁合金氧化膜的着色工艺  54-60
    5.2.1 着色盐浓度对着色效果的影响  56-57
    5.2.2 着色液pH 值对着色效果的影响  57-58
    5.2.3 着色液温度对着色效果的影响  58-59
    5.2.4 着色时间对着色效果的影响  59-60
  5.3 镁合金氧化膜着色后的封孔工艺  60-65
    5.3.1 沸水封孔  61
    5.3.2 硅酸钠封孔  61-62
    5.3.3 溶胶凝胶封孔  62-63
    5.3.4 不同封孔工艺处理的着色膜的性能比较  63-65
  5.4 着色膜溶胶-凝胶封孔后的性能测试  65-71
    5.4.1 外观观测  65
    5.4.2 结合力  65
    5.4.3 耐磨性  65
    5.4.4 耐候性  65-67
    5.4.5 微观形貌  67-68
    5.4.6 耐蚀性  68-71
  5.5 本章小结  71-72
结论  72-74
参考文献  74-79
攻读学位期间发表的学术论文  79-81
致谢  81

镁合金环保型阳极氧化及着色工艺的研究

内容摘要

全文目录

相似论文