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《南京航空航天大学》 2006年
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镁合金的腐蚀及其阳极氧化膜耐蚀性研究

王利敏  
【摘要】: 镁合金是最轻且已实用的金属结构材料,具有高的比强度、比刚度和减震性,而且易于回收,在汽车、电子、航空等领域得到广泛的应用。但是,镁合金的耐腐蚀性较低,应用受到很大的限制。本文着重研究了影响Mg-Al-Zn系合金阳极氧化的因素和提高该系合金耐腐蚀性的阳极氧化措施。 研究了AZ91镁合金在NaCl溶液中的静态和动态的腐蚀行为,以及浓度和温度等对腐蚀速率的影响,并用现代分析手段分析了腐蚀产物和腐蚀形貌。试验结果表明镁合金的腐蚀速度随NaCl溶液浓度的增加而增加;并随NaCl溶液温度的增加而增加;时间的影响随NaCl溶液浓度的变化而不同;随NaCl溶液搅拌速度的增加,腐蚀速度也是增加的。腐蚀后的试样经X射线衍射(XRD)分析发现,腐蚀产物的主要成份为Mg(OH)2和MgAl2O4;通过扫描电子显微镜(SEM)对腐蚀后试样的表面形貌和横截面形貌的观察发现,AZ91镁合金在NaCl溶液中的腐蚀形式主要是点蚀,腐蚀的路径是沿晶腐蚀。 通过改变电解液成份以及电压、温度和时间等工艺参数,制备了不同工艺条件下的阳极氧化膜,通过正交试验的方法研制出一种新型环保型的阳极氧化电解液配方,主要成分为KOH、Na2SiO3和NaAlO2。试验结果表明,升高电压能提高阳极氧化膜的耐腐蚀性;适当的降低阳极氧化温度能提高阳极氧化膜的厚度;经X射线衍射(XRD)分析发现,K2SiO3在阳极氧化中的作用主要是改变阳极氧化膜的成份;通过对试验结果的分析还发现,KF能明显增加阳极氧化的成膜速度;用SEM对阳极氧化膜表面形貌和横截面形貌进行了观察,发现氧化膜表面形成了均匀孔洞,且与基体金属有很好的结合,并对此作出了合理的分析。电解液中的NH4HF2有明显的抑弧效应,通过NaCl溶液腐蚀试验和交流阻抗试验表明NH4HF2加入到电解液中很大程度上的提高了氧化膜的耐腐蚀性。电压和时间对AZ61阳极氧化的影响与对AZ91阳极氧化的影响相同;能谱结果显示氧化膜主要由Mg、Al、Si和O四种元素组成。3.5%NaCl水溶液动电位极化结果表明,氧化膜有良好的耐腐蚀性。采用EDAX、XRD、SEM对阳极氧化膜的成分、结构和形貌进行了研究,分析了氧化膜具有良好的耐腐蚀性的原因,电解液的PH值是影响氧化膜耐腐蚀性的主要因素。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TG172

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