氨基乙酸對鎂鋰合金陽極氧化膜影響

采用硅酸鹽、硅溶膠、鈦溶膠和稀土轉化四種工藝對鎂-鋰合金陽極氧化膜進行封孔后處理。采用了掃描電鏡、點滴實驗和極化曲線測試分別對封孔前、后氧化膜的表面形貌和耐蝕性能進行表征。結果表明:經(jīng)4種封孔工藝處理后的氧化膜表面形貌得到了不同程度的改善,耐蝕性能都比未封孔前有所提高;在質量分數(shù)為3.5%的nacl腐蝕介質中,經(jīng)稀土轉化封孔后的氧化膜耐蝕性能最好。

采用電壓-時間曲線、全浸腐蝕實驗、極化曲線法、x射線衍射法(xrd)、掃描電鏡(sem)和能量色散譜儀(eds)等方法研究了az91d鎂合金在含不同濃度氫氧化鈉溶液中的陽極氧化行為和膜層的成分、結構。結果表明,在本研究給定工藝中,az91d鎂合金的陽極氧化過程可分為三個階段:電火花出現(xiàn)之前的致密層生成階段,少量小電火花出現(xiàn)的多孔層生成階段,出現(xiàn)較大電火花的多孔膜層穩(wěn)定生長階段。陽極氧化過程中,隨著naoh濃度的升高,出現(xiàn)電火花的時間縮短,出現(xiàn)電火花的電壓值降低,陽極氧化膜表面的顆粒變小、孔隙率減小,膜層厚度減小;陽極氧化膜的主要組成是mgo,并含有少量的mg3b2o6;naoh濃度對陽極氧化膜耐蝕性影響較大,當naoh濃度為40g/l時,膜層的耐蝕性能最好。

以50.0g/lnaoh+10.0g/lh3bo3+20.0g/lna2b4o7.10h2o為基礎電解液,采用恒電位模式,研究了幾種添加劑對az31鎂合金陽極氧化膜性能的影響。采用掃描電鏡、點滴實驗和極化曲線分別對陽極氧化膜的表面形貌和耐蝕性能進行測試。結果表明:硅酸鈉的最佳質量濃度為10.0g/l,檸檬酸鈉的最佳質量濃度為7.5g/l,草酸鈉的最佳質量濃度為0.2g/l。硅酸鈉增強了火花放電的劇烈程度,檸檬酸鈉減緩了火花放電,而添加草酸鈉后為無火花放電。

在100g.l-1硼酸鹽,50g.l-1鋁酸鹽,30g.l-1氫氧化物,恒壓50v,陽極氧化時間10min的陽極氧化工藝中,制備ad91鎂合金陽極氧化膜。研究熱水封孔前后陽極氧化膜層的微觀結構及耐腐蝕性能。通過掃描電鏡(sem)和極化曲線分別研究了ad91鎂合金陽極氧化膜的表面形貌和耐蝕性。結果表明:封孔溫度在70℃,時間為10min時,氧化膜層均勻、致密,孔徑明顯減小;此時陽極氧化膜的耐蝕性也達到了最好。從極化曲線可以看出,腐蝕電位ecorr為-0.582v,腐蝕電流密度icorr為4.586μa.cm-2,極化電阻rp為12926.1ohm.cm-2。

在由氨水、有機胺、na2sio3、na2b4o7和添加劑組成的電解液中,以恒電流方式對az91d鎂合金進行陽極氧化處理,并研究了電解液各組分濃度對az91d鎂合金陽極氧化膜層硬度的影響規(guī)律。結果表明,電解液各組分濃度對膜層硬度有不同程度的影響:有機胺具有抑制火花放電、提高膜層硬度和降低膜層粗糙度的作用;na2sio3是提高膜層硬度的主要成分;氨水、na2b4o7和添加劑對膜層硬度的影響較小。在該電解液體系下可以在鎂合金表面沉積一層組織致密、顯微硬度達400～500hv的氧化膜。

陽極氧化是提高鎂合金耐蝕性的一種有效方法,選擇的電參數(shù)對氧化膜性能影響很大。介紹了電參數(shù)如頻率、占空比、電流密度、終電壓等的概念,推導了占空比與電流密度的關系,并綜述了電參數(shù)對陽極氧化膜性能影響的研究進展。隨著電子技術在氧化電源上的廣泛應用,氧化設備的發(fā)展趨勢為更加智能化以及頻率越來越高。

研究了脈沖頻率對陽極氧化膜耐蝕性的影響。采用掃描電鏡(sem)觀察陽極氧化膜的微觀形貌和厚度變化,采用動電位極化曲線測量方法和中性鹽霧試驗評價了氧化膜耐腐蝕性。結果表明,陽極氧化膜厚度隨脈沖頻率增大而增加,在1300hz以下時耐蝕性隨頻率增大而增加,1000hz時耐蝕性最好,當頻率達到1300hz時氧化膜裂紋增多,耐蝕性下降。

研究了壓鑄鎂合金az91的陽極氧化膜的工藝及其耐蝕性,探討了鎂合金表面陽極氧化膜的組織、相、成分及其耐蝕性。研究結果顯示,壓鑄鎂合金az91陽極氧化膜表面系氧化物的聚集,陽極氧化膜在3.5%nacl中的極化曲線與az91壓鑄鎂合金的極化曲線對比,陽極氧化膜的極化曲線有明顯的鈍化區(qū),但在極化區(qū)只呈鋸齒狀變化,耐蝕性較好。

采用edax、xrd、sem對陽極氧化膜的成分、結構和形貌進行研究,通過對三種變形鎂合金陽極氧化試驗的對比,找出合金元素al對陽極氧化各種指標的影響。

陽極氧化處理是提高鎂合金耐腐蝕性能的有效方法。在陽極氧化工藝中,電解液組成對鎂合金氧化膜的性能有著至關重要的影響。本文概述了近年來該領域內(nèi)有關電解液組成的研究進展,期望為鎂合金陽極氧化工藝研究提供參考。

研究了az91d鎂合金材料在普通陽極氧化條件下,通過往堿性陽極氧化溶液中加入硅鋁溶膠成分(含量為0%～5%),在60～70v的電壓條件下進行交流陽極氧化處理,獲得的膜層經(jīng)過厚度測量和表面、斷面微觀形貌觀察表明;溶膠成分在鎂合金氧化成膜過程中,可以有效地提高鎂合金表面的陽極氧化膜層厚度和膜層的致密程度。同時由于溶液中硅鋁溶膠成分的作用,使得陽極氧化成膜速度出現(xiàn)階段性快速增長和緩慢增長。而溶膠成分的加入對陽極氧化膜層的x射線衍射相結構的影響不大。

以nh4h2po4、naf和naoh組成基礎電解液,采用有機胺作為抑弧劑,對az91d鎂合金高壓陽極氧化過程進行了研究。結果表明:有機胺對鎂合金的陽極氧化有著顯著的抑弧效應,可使鎂合金的陽極火花放電電壓提高50～80v。在抑制陽極發(fā)生弧光放電的狀態(tài)下,鎂合金表面可以沉積一層致密、具有較高硬度和優(yōu)良耐蝕性能的氧化膜層。分析了有機胺對氧化膜層性能和表面形貌的影響以及不同有機胺在鎂合金陽極氧化過程中的抑弧能力,并初步探討了有機胺在鎂合金陽極氧化過程中的抑弧機理。

在鋁合金表面制備陽極氧化膜。采用掃描電鏡觀察不同條件下所得陽極氧化膜的表面形貌。結果表明:溫度及電壓對陽極氧化膜的表面形貌影響較大;在溫度15℃,電壓18v,采用重鉻酸鹽填充的條件下,可獲得均勻致密的陽極氧化膜,其具有較好的耐蝕性。

回顧鎂合金陽極氧化歷史,介紹制備工藝、電解液組成及作用,同時對鎂合金陽極氧化機理進行探討。隨著人類環(huán)保意識的增強,世界能源的緊缺和氧化設備的不斷更新,認為電參數(shù)如頻率、占空比、電壓和電流密度對氧化膜性能的影響、陽極氧化電流效率的測定、氧化膜擴散規(guī)律的研究和環(huán)保型電解液的開發(fā)為未來鎂合金陽極氧化研究的重點。

文章編號:　1001-227x(2001)02-0035-04 鋁及鋁合金處理 鋁合金陽極氧化膜的性能研究 許旋1,　羅一帆1,　林國輝2 (1.華南師范大學化學系,廣東廣州　510631; 2.華南師范大學測試中心,廣東廣州　510631) 摘要:在硫酸電解液中加入適量由羧酸和有機化合物組成的添加劑,制得鋁合金陽 極氧化膜。研究了溫度對所得氧化膜厚度和硬度和影響,并利用掃描電鏡觀察了氧 化膜的結構。結果表明,高溫下形成的氧化膜結構松散,厚度和硬度低,而加入添加 劑后,氧化膜溶解減慢,在高溫下所形成的氧化膜的厚度和硬度大大增加。 關鍵詞:鋁合金;　陽極氧化膜 中圖分類號:tq15316　　　　　　　文獻標識碼:a studiesonthepropertiesofanodicoxidation

1前言海水電池是儲備電池,使用前于式儲存。當海水一進人電池,電池建立起電壓,同時外電路有電流,在規(guī)定時間內(nèi)啟動裝置,按要求進行工作。鎂合金陽極是非?；顫姷?干式儲存時,為防止大氣條件下的腐蝕,現(xiàn)在一般使電極表面生成鉻酸鹽的化學轉化膜來保護或經(jīng)過處理后密封保存。因鉻酸鹽膜很薄,且有裂紋等缺陷,耐海洋性大氣腐蝕能力很差。海洋性大氣是濕度大并含有cl的鹽霧,容易使電極發(fā)生孔蝕,故要求電極的保護

通過掃描電鏡、鹽水浸漬實驗和動電位極化曲線,表征了在添加不同體積濃度的過氧化氫的堿性電解液中形成的az31鎂合金陽極氧化膜的微觀形貌和耐蝕性。研究結果表明:在其他條件相同的情況下,添加不同體積濃度的過氧化氫對氧化膜的表面形貌及耐蝕性存在影響。當過氧化氫的體積濃度為6ml/l時,制得的氧化膜耐蝕性最佳。添加過氧化氫提高了膜層的耐蝕性,但氧化膜耐蝕性的提高與過氧化氫的體積濃度不成正比。

采用陽極氧化工藝對az91d鎂合金進行表面處理,利用電化學阻抗譜(eis)方法研究az91d鎂合金陽極氧化膜層在3.5%nacl溶液中的腐蝕過程。根據(jù)腐蝕過程阻抗譜的變化特點,分別采用r(rq)(rq)模型和r(q(r(rq)))模型的等效電路來擬合陽極氧化膜層在孔蝕誘導期和在孔蝕發(fā)展期的電化學阻抗譜圖。結果表明:在孔蝕誘導期,隨浸泡時間的延長,溶液電阻rsol和多孔層的電容yp有所增大,多孔層電阻rp和阻擋層電阻rb逐漸減小,彌散效應指數(shù)np值基本不變,而阻擋層的電容yb和彌散效應指數(shù)nb無明顯的規(guī)律性;在孔蝕發(fā)展期,隨浸泡時間的延長,溶液電阻rsol,彌散效應指數(shù)n1和蝕孔內(nèi)的反應電阻r2逐漸減小,電容y1逐漸增大,而蝕孔內(nèi)溶液電阻r1,蝕孔內(nèi)陽極金屬/介質界面的常相位角元件q2的電容y2及彌散效應指數(shù)n2無明顯的規(guī)律性。

封孔是進一步提高鎂合金陽極氧化膜耐蝕性的有效方法,主要方法有沸水、鉻酸鹽、硅酸鹽、磷酸鹽、溶膠-凝膠以及有機物封孔,本文對以上幾種方法進行了全面綜述。鑒于鎂合金陽極氧化膜封孔技術目前還不成熟,需加強這方面研究以滿足鎂合金陽極氧化工業(yè)應用。

采用溶膠化學與電化學相結合的新型表面處理方法——將自制的硅溶膠添加到電解質溶液中進行陽極氧化.以az91d鎂合金及鎂鋰合金為研究基材,研究體系分別為硅酸鈉和氫氧化鈉溶液,通過對不同溶膠添加量下的溶液電導率、反應擊穿電壓、氧化膜層厚度及微觀形貌、膜層表面成分及xrd結果分析,來探討溶膠粒子在成膜過程中的作用.結果表明:溶膠粒子的加入增大了陽極表面的電阻,使得反應的擊穿電壓升高,從而導致了膜層厚度增加;同時硅溶膠粒子參與了陽極氧化反應,其在高溫高壓的條件下與mgo生成了mg2sio4.

采用正交試驗,開發(fā)出一種新型環(huán)保鎂合金陽極氧化的電解液配方,研究在此工藝下形成的陽極氧化膜的耐蝕性。采用edax、xrd、sem對陽極氧化膜的成分、結構和形貌進行研究。結果表明,獲得的陶瓷層分布均勻,表面光滑致密,耐蝕性顯著加強。

鈦合金螺栓陽極氧化處理中出現(xiàn)顏色不一致現(xiàn)象,文中通過鈦合金螺栓加工原理進行了分析,并通過試驗驗證了產(chǎn)生原因,并制定了改進措施。