鋁合金陽極氧化膜的制備及其性能研究.pdf

1、由于鋁合金具有很多優(yōu)異的物理化學(xué)性能,因此被廣泛應(yīng)用到國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域。但是由于其表面所形成的自然氧化膜容易腐蝕,大大降低其使用壽命。因而工業(yè)界通常采用陽極氧化技術(shù)來提高鋁合金的各項性能如抗腐蝕性和表面力學(xué)性能。本文研究主要包括以下三個方面:
　　1.硫酸-酒石酸陽極氧化工藝的優(yōu)化
　　通過研究時間、溫度、電壓對氧化膜SEM、厚度、硬度、抗腐蝕性能的影響優(yōu)化了陽極氧化工藝參數(shù)。通過X射線衍射分析(XRD)發(fā)現(xiàn),陽極氧化膜呈

2、現(xiàn)非晶相的A2O3,含有?-A2O3、α-A2O3。隨著氧化電壓的增大,孔徑逐漸增大,18V時孔徑為35nm;硬度先增大后減小,16V時最大達到160HV。隨著氧化時間的增加,鋁合金陽極氧化膜的厚度幾乎呈線性增加;表面硬度隨著時間增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢,在氧化時間為30min時,氧化膜硬度為118HV;在氧化時間為30min時,陽極氧化膜在腐蝕過程中形成鈍化膜,腐蝕速率為5.0×10-7A/cm2。隨著氧化溫度的增加,氧化膜厚度先增

3、加后減小,當(dāng)陽極氧化溫度為47℃時,厚度可達17μm;37℃時硬度為118HV,其自腐蝕電位達到-0.74V。綜合上述硫酸-酒石酸陽極氧化的最佳工藝條件為16V、37℃、30min。
　　2.硫酸-檸檬酸陽極氧化工藝條件的優(yōu)化
　　系統(tǒng)研究了時間、溫度、電壓對氧化膜表面形貌、厚度、硬度及抗腐蝕性能的影響。研究表明,隨著陽極氧化電壓的增大,鋁合金陽極氧化膜由白色逐漸變成淡黃色,孔徑逐漸增大,18V時孔徑最大為25nm。隨著氧化

4、時間的增加,陽極氧化膜的厚度幾乎呈線性增加,當(dāng)氧化時間增大到60min時,氧化膜厚度達到19.8μm;抗腐蝕性能在氧化時間為40min時最好,膜電阻為1.87×105Ωcm2。隨著氧化溫度的增加,氧化膜厚度逐漸增大,在氧化溫度為47℃時為最大為17.5μm;氧化膜抗腐蝕性在氧化溫度為37℃時最好,其自腐蝕電位為-0.73V,腐蝕速率為2.51×10-6A/cm2。綜合上述硫酸-檸檬酸的最佳氧化工藝為16V、37℃、40min。
　

5、　3.氧化膜封閉條件研究
　　研究了不同封閉工藝對陽極氧化膜的影響。氧化膜的抗腐蝕性能:封閉后的陽極氧化膜>陽極氧化膜>鋁合金。硫酸-酒石酸陽極氧化膜的抗腐蝕性:鈰鹽封閉>鎳鹽封閉>熱水封閉>未封閉。對于抗腐蝕性能最好的鈰鹽封閉來說,隨著在3.5％ NaCl溶液中浸泡時間的延長,腐蝕速率由1.58×10-9A/cm2增大1.0×10-7A/cm2,腐蝕性能變得越來越差。
　　硫酸-檸檬酸陽極化膜的抗腐蝕性能:鈰鹽封閉>鎳鹽封