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《浙江大学》 2006年
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AZ31镁合金阳极氧化工艺及其腐蚀行为研究

吴昌胜  
【摘要】:镁及其合金是最轻的实用金属材料,密度仅为1.35~1.8 g/cm~3,具有较高的比强度、比刚度、电负性和导热性,很好的电磁屏蔽性,良好的消震性和切削加工性能,在航空、汽车、电子、船舶、建筑、军事等领域具有广阔的应用前景。然而,镁及其合金的电极电位非常负,且其表面氧化膜离散、疏松多孔,导致其在中性、酸性和海洋性环境中的抗蚀性能极低,只有在pH10.5(饱和Mg(OH)_2的pH值)的溶液中才具有较好的耐蚀性能。因此,镁及其合金的较低抗蚀性能(特别是在海洋气候条件下)成为了限制其在实际中广泛应用的瓶颈。 本文开发出一种新型环保型阳极氧化工艺,能在AZ31及AZ91D等镁合金表面形成一层具有较好耐腐蚀性能的阳极氧化膜层。该镁合金阳极氧化工艺与传统阳极氧化工艺相比具有不含铬、磷、氟等对人体和环境有害的物质、且阳极氧化设备简单等优点,有利于推广应用。 阳极氧化膜对基体的防护性能的优劣取决于众多的工艺参数,例如,试样前处理、电解质溶液配方、工作电压、处理温度、阳极氧化时间、封孔等。本文在前期探索性实验研究的基础上,采用低压交流电源并选用含硼盐为主要添加剂的碱性氧化液对AZ31镁合金进行阳极化处理,详细考察了溶液配方、工作电压、处理(养护)时间以及添加剂种类和用量对镁合金阳极氧化成膜效果的影响,并对氧化工艺进行了优化。采用该技术得到的AZ系镁合金氧化膜的自腐蚀电流密度低于1×10~(-7)A·cm~2、氧化膜厚度为10~25μm且可以控制,厚度为22μm的未封孔氧化膜耐中性3.5wt.%NaCl盐雾试验时间超过300小时,可满足某军工厂的镁合金烟雾弹弹壳的防护要求;同时发现氧化膜的颜色(类陶瓷膜或泥土状)主要取决于添加剂的种类和用量。XRD测试显示,氧化膜的主要组成是MgO(方镁石型,Periclase)和Mg,未能用现有手段检测到硼元素的存在。 采用电化学阻抗谱技术研究了裸露AZ31镁合金在中性0.1mol/L NaCl溶液中的腐蚀行为。发现在裸露AZ31镁合金的整个腐蚀过程中,EIS均存在与电极表面变化剧烈程度(主要是点蚀)相关的低频感抗特征;随着腐蚀的进行,与镁合金在空气中生成的离散(原始)氧化膜相关的高频容抗弧以及与镁合金腐蚀(反应)速率相关的中频容抗弧演化为一个容抗弧,表明此时的原始氧化膜与腐蚀产物膜具有同样的性质,即
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TG174

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 周国华;曾效舒;余志核;刘焱;;ECAP变形对MWCNTs/AZ31复合材料抗腐蚀性能的影响[J];稀有金属材料与工程;2012年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 毛丽贺;医用镁钙锌合金成分设计及表面改性研究[D];天津大学;2009年
2 周国华;碳纳米管/AZ31镁基复合材料的制备与等径角挤压研究[D];南昌大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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8 张鉴清,张昭,王建明,曹楚南;电化学噪声的分析与应用——Ⅰ.电化学噪声的分析原理[J];中国腐蚀与防护学报;2001年05期
9 刘新宽,向阳辉,胡文彬,丁文江;镁合金化学镀镍层的结合机理[J];中国腐蚀与防护学报;2002年04期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 贾树卓;郭学锋;徐春杰;张忠明;吕涛;;往复挤压制备Mg_2Si/Mg-Al复合材料组织及时效行为研究[J];兵器材料科学与工程;2007年05期
7 李凌杰;于生海;雷惊雷;何建新;王敬丰;潘复生;;NaCl介质中AZ31镁合金的动态电化学腐蚀行为研究[J];兵器材料科学与工程;2008年06期
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9 肖冰;康凤;胡传凯;舒大禹;黄树海;宁海青;;国外轻质结构材料在国防工业中的应用[J];兵器材料科学与工程;2011年01期
10 马震宇;董铁良;吕海泉;;薄壁结构镁合金耐水压舱体研究[J];兵器材料科学与工程;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黄建丽;张才;;镁合金手持工具压铸件热裂纹的研究[A];2012(第22届)重庆市铸造年会论文集[C];2012年
2 郭洪飞;徐莘;霍慧彬;安茂忠;;镁合金表面微弧氧化处理及其耐蚀性研究[A];2004年全国电子电镀学术研讨会论文集[C];2004年
3 周传哲;李宁;黎德育;;镁合金AZ91D压铸件表面电镀研究进展[A];2007(第13届)全国电子电镀学术年会暨绿色电子制造技术论坛论文集[C];2007年
4 夏浩;欧阳贵;;不同氧化时间对镁合金微弧氧化的影响[A];第九届全国转化膜及表面精饰学术年会论文集[C];2012年
5 党丽华;高志明;韩夏冰;毕慧超;;Q235钢的大气腐蚀电化学噪声小波包分析[A];中国腐蚀电化学及测试方法专业委员会2012学术年会论文集[C];2012年
6 高志明;文丽娟;;阴极保护电位对Q235钢氢脆敏感性和力学性能的影响[A];中国腐蚀电化学及测试方法专业委员会2012学术年会论文集[C];2012年
7 刘洋洋;高志明;王震;;阴极保护对Q235钢空泡腐蚀行为影响的研究[A];中国腐蚀电化学及测试方法专业委员会2012学术年会论文集[C];2012年
8 陶长元;薛红涛;刘作华;杜军;范兴;刘仁龙;;聚二乙烯基乙炔的氢氯化改性[A];中国化工学会2011年年会暨第四届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛论文集[C];2011年
9 康嘉杰;徐滨士;王海斗;王成彪;;基于电学方法的再制造零部件缺陷检测与寿命预测应用基础研究[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
10 孙建春;张明远;兰伟;张丁非;;镁合金表面磷化膜组织结构与性能的研究[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨敏建;镁基储氢材料的制备及对二硫化碳、噻吩的加氢性能研究[D];山东科技大学;2010年
2 刘晓兰;镁合金化学转化膜成膜机理及其载波改性的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 常雪婷;海洋优势菌种附着腐蚀Fe_3Al及其复合材料界面与机理研究[D];中国海洋大学;2010年
4 王洪芬;涉海抗菌耐蚀性TiO_2复合薄膜的制备及其性能研究[D];中国海洋大学;2010年
5 王爱萍;改性纳米二氧化钛薄膜制备及其在模拟海水中光生阴极保护性能研究[D];中国海洋大学;2010年
6 张伟;干湿交替环境中有机涂层失效过程的研究[D];中国海洋大学;2010年
7 武淑艳;固相再生AZ31B镁合金的组织性能及氧化相表征[D];哈尔滨理工大学;2010年
8 刘春侠;锗在锌电积中的行为及添加剂作用的研究[D];昆明理工大学;2008年
9 张启波;咪唑基离子液体在锌电沉积中的作用机理研究[D];昆明理工大学;2010年
10 王春建;Mg-Al系合金晶粒细化机理研究[D];昆明理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘娇娇;Mg-Ho基合金的组织与性能研究[D];河南理工大学;2010年
2 贺睿;AZ81基稀土镁合金组织与腐蚀性能的研究[D];河南理工大学;2010年
3 庞宇;纳米TiO_2的表面改性及其对聚氨酯涂层耐蚀性能的影响[D];南昌航空大学;2010年
4 徐珊;奥氏体不锈钢点蚀行为的研究[D];南昌航空大学;2010年
5 李含建;SiC_p/AZ91D复合材料真空气压浸渗机理及界面结构研究[D];南昌航空大学;2010年
6 李新义;红壤土壤腐蚀直接、连续监测技术的研究[D];南昌航空大学;2010年
7 梁静;钛合金精密腐蚀加工工艺及机理研究[D];南昌航空大学;2010年
8 涂序荣;脉冲磁场控制制备阻燃镁合金的研究[D];南昌航空大学;2010年
9 吴小超;稀土元素与凝固速度对AZ31-RE-Sb组织及相组成的影响[D];郑州大学;2010年
10 王军伟;AZ31镁合金的自冲铆接工艺研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘静安;李建湘;;镁及镁合金材料的应用及其加工技术的发展[J];四川有色金属;2007年01期
2 刘白,邓福铭,曲敬信;碳纳米管增强铝基复合材料的设计与研究[J];兵器材料科学与工程;2003年06期
3 盛汝勤,庄庆,梁万银;人工钛根嵌塞牙骨质种植术[J];北京口腔医学;1995年03期
4 雷明凯;李朋;常海威;陈涛;;金属离子高温注入原理与工艺研究[J];中国表面工程;2006年02期
5 丁玉荣,郭兴伍,丁文江,朱燕萍;三乙醇胺对镁合金氧化膜层性能和微观结构的影响[J];表面技术;2005年01期
6 吴敏,吕柏林,梁平;镁及其合金表面处理研究现状[J];表面技术;2005年05期
7 翁海峰,陈秋龙,蔡珣,鲍明东;脉冲占空比对纯铝微弧氧化膜的影响[J];表面技术;2005年05期
8 冯崇敬;刘晓烈;陈昌华;孙立喜;潘辉;;镁合金环保型等离子体电解氧化膜层结合机理的研究[J];表面技术;2009年05期
9 吴先映,李强,张胜基,张孝吉,张荟星;50型MEVVA源离子注入机[J];北京师范大学学报(自然科学版);2002年04期
10 姚美意 ,周邦新;镁合金耐蚀表面处理的研究进展[J];材料保护;2001年10期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 刘君;强颖怀;熊党生;;三种溶液体系中镁合金微弧氧化膜的相组成及其耐蚀性[A];第六届全国表面工程学术会议暨首届青年表面工程学术论坛论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 马鸣龙;Mg-Y-MM-Zr合金组织及性能研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
2 贾素秋;镁合金的腐蚀行为与防护[D];吉林大学;2006年
3 靳丽;等通道角挤压变形镁合金微观组织与力学性能研究[D];上海交通大学;2006年
4 刘章生;氮化铝颗粒增强铝基复合材料的腐蚀行为研究[D];上海交通大学;2006年
5 常丽丽;变形镁合金AZ31的织构演变与力学性能[D];大连理工大学;2009年
6 张丽君;阳极氧化前后AZ91D镁合金的腐蚀过程研究[D];浙江大学;2008年
7 何美凤;镁合金表面熔盐自发置换扩渗铝涂层制备及其耐腐蚀性能研究[D];上海交通大学;2009年
8 金培鹏;硼酸镁晶须增强镁基复合材料的力学与界面行为[D];兰州理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何兰强;Mg-9Y-3MM-0.6Zr合金制备加工及组织与性能研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
2 田庆涛;镁合金微弧氧化膜厚的神经网络预测模型[D];兰州理工大学;2011年
3 王财栋;大面积镁合金件微弧氧化配套装置的探索[D];兰州理工大学;2011年
4 杨海钢;Al离子注入AZ31镁合金的电化学腐蚀研究[D];大连交通大学;2005年
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6 王利敏;镁合金的腐蚀及其阳极氧化膜耐蚀性研究[D];南京航空航天大学;2006年
7 常海;ECAP变形对AZ91镁合金及SiCp/AZ91镁基复合材料显微组织和力学性能的影响[D];哈尔滨工业大学;2006年
8 王紫琴;Ag、Cu离子注入医用金属材料表面改性研究[D];天津大学;2006年
9 杨静;镁合金在不同微弧氧化体系中的组织与性能研究[D];天津大学;2006年
10 史训兵;真空气压渗流法制备硼酸镁晶须增强镁基复合材料的试验研究[D];兰州理工大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 周国华;曾效舒;余志核;刘焱;彭路南;;ECAP变形过程中MWCNTs/AZ31复合材料的织构演变[J];锻压技术;2011年06期
2 周国华;;ECAP对碳纳米管/AZ31复合材料显微组织的影响[J];热加工工艺;2013年09期
3 李金明;刘磊;滕利才;陈言坤;;镁合金表面化学转化膜的研究现状[J];现代涂料与涂装;2012年12期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 李哲锋;PEDOT:PSS基有机自旋电子材料与器件制备及结构性能研究[D];山东大学;2011年
2 胡业勤;硼酸镁晶须增强AZ91D镁基复合材料中残余应力的拉曼光谱表征[D];成都理工大学;2010年
3 石刚;镍包覆碳纳米管及其增强镁基复合材料的研究[D];兰州理工大学;2012年
4 张政;纳米Al_2O_3p/2024复合材料的制备及其往复镦—挤变形[D];湖南大学;2012年
【二级参考文献】
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1 刘元刚,张巍,李久青,申磊;AZ91D铸造镁合金交流脉冲双极微弧电沉积陶瓷膜[J];北京科技大学学报;2004年01期
2 张淑芬,张先锋,蒋百灵;镁合金微弧氧化陶瓷层形成及生长过程的研究[J];中国表面工程;2004年01期
3 吕渠东,吕宜振,曾小勤,丁文江,卢晨;镁合金在电子器材壳体中的应用[J];材料导报;2000年06期
4 薛文斌,来永春,邓志威,陈如意;LY12铝合金微等离子体氧化陶瓷膜的相分布及显微硬度分析[J];材料科学与工艺;1999年02期
5 薛文彬,来永春,邓志威,陈如意,刘诰;镁合金微等离子体氧化膜的特性[J];材料科学与工艺;1997年02期
6 张欣宇,石玉龙,方明;微弧氧化陶瓷膜的性能研究[J];电镀与涂饰;2002年06期
7 薛文彬,邓志威,来永春,汪新福,陈如意;铝合金微弧氧化陶瓷膜的形成过程及其特性[J];电镀与精饰;1996年05期
8 史志明;不锈钢应变过程中电化学噪声的特征[J];腐蚀科学与防护技术;1992年02期
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10 蒋百灵,吴国建,张淑芬,雷廷权;镁合金微弧氧化陶瓷层生长过程及微观结构的研究[J];金属热处理学报;2002年01期
【相似文献】
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3 文强;曹发和;张昭;张鉴清;;脉冲方波对镁合金AZ91D阳极氧化的影响[J];腐蚀科学与防护技术;2009年02期
4 罗胜联,张涛,周海晖,陈劲松,陈金华,旷亚非;有机胺对镁合金阳极氧化的影响[J];中国有色金属学报;2004年04期
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6 李凌杰;于生海;雷惊雷;何建新;王敬丰;潘复生;;NaCl介质中AZ31镁合金的动态电化学腐蚀行为研究[J];兵器材料科学与工程;2008年06期
7 王玉江;马欣新;唐光泽;郭光伟;;医用316L不锈钢表面载药微孔制备技术[J];硅酸盐通报;2009年S1期
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9 李海燕;李志生;张世珍;孙春龙;王红;;镁合金的腐蚀与防护研究进展[J];腐蚀与防护;2010年11期
10 陈一胜;刘永丹;朱志云;刘坚锋;熊仕显;;ME20镁合金阳极氧化膜耐蚀性研究[J];轻金属;2009年06期
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1 钱建刚;李荻;郭宝兰;;氢氧化钠浓度对镁合金阳极化的影响[A];2004年腐蚀电化学及测试方法学术交流会论文集[C];2004年
2 张涛;李瑛;王福会;;β相对AZ91D镁合金腐蚀行为的影响[A];2004年腐蚀电化学及测试方法学术交流会论文集[C];2004年
3 钟丽应;曹发和;张昭;张鉴清;;稀土铈、镧对镁合金AZ91腐蚀行为的影响[A];2008年全国腐蚀电化学及测试方法学术交流会论文摘要集[C];2008年
4 唐方苗;杜荣归;林昌健;;pH值对模拟混凝土孔隙液中钢筋腐蚀行为的影响[A];中国化学会第27届学术年会第10分会场摘要集[C];2010年
5 高瑾;涂运骅;李久青;张薇;;镁合金涂装保护体系失效特性及铬酸盐转化膜的影响[A];第二届全国重防腐蚀与高新涂料及涂装技术研讨会论文集[C];2004年
6 周学华;陈开生;卫中领;陈秋荣;黄元伟;;新型铸造镁合金腐蚀行为研究[A];2006年全国腐蚀电化学及测试方法学术会议论文集[C];2006年
7 陈君;宋影伟;单大勇;韩恩厚;;AZ31镁合金表面原位生长水滑石膜的腐蚀行为研究[A];中国腐蚀电化学及测试方法专业委员会2012学术年会论文集[C];2012年
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9 周学华;陈秋荣;卫中领;杨磊;甘复兴;徐乃欣;黄元伟;;镁合金化学转化膜性能检测方法探究[A];2004年腐蚀电化学及测试方法学术交流会论文集[C];2004年
10 李业萍;张树永;;镁合金有机羧酸钠转化膜的制备和性能研究[A];中国腐蚀电化学及测试方法专业委员会2012学术年会论文集[C];2012年
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1 本报见习记者 明茜;车用镁合金 星火等待燎原[N];中国汽车报;2005年
2 本报记者 史爱萍;镁合金前景看好 吸引国内优势企业投资[N];中国有色金属报;2006年
3 梁新民;建设镁业基地 打造世界镁都[N];太原日报;2007年
4 孙前;日本三协立山等公司不使用SF6开发镁合金[N];中国有色金属报;2007年
5 董春明;两岸镁协实现互访谋求镁合金更大发展空间[N];中国有色金属报;2003年
6 顾鑫;云海金属募资3.5亿建镁合金项目[N];中国证券报;2009年
7 何金梅;镁合金的主要应用领域[N];中国有色金属报;2002年
8 王祝堂;推广镁合金门窗值得商榷[N];中国有色金属报;2002年
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10 记者 陈岩;新型镁合金产品聚集天津国际自行车展[N];中国有色金属报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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3 徐卫军;触变成形AZ91D镁合金的腐蚀行为研究[D];兰州理工大学;2007年
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5 刘传璞;AZ、ZK系镁合金中合金相提取工艺的研究[D];重庆大学;2007年
6 郑润芬;纯镁及镁合金大气腐蚀和化学氧化工艺研究[D];大连理工大学;2007年
7 刘妍;AZ91D镁合金微弧氧化工艺及成膜行为研究[D];浙江大学;2012年
8 王燕华;镁合金微弧氧化膜的形成过程及腐蚀行为研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2005年
9 张文雪;AZ91D镁合金化学镀镍基合金的微观结构与耐腐蚀性能[D];吉林大学;2008年
10 邹东利;固溶态AM60B镁合金高速撞击变形及损伤行为[D];哈尔滨工业大学;2010年
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2 吴昌胜;AZ31镁合金阳极氧化工艺及其腐蚀行为研究[D];浙江大学;2006年
3 胡婷婷;模拟酸雨中镁合金的腐蚀行为研究[D];重庆大学;2009年
4 黄亮;铝和稀土元素对镁合金在NaCl溶液中腐蚀行为的影响[D];中国科学院上海冶金研究所;2001年
5 王利敏;镁合金的腐蚀及其阳极氧化膜耐蚀性研究[D];南京航空航天大学;2006年
6 张汉茹;AZ91D镁合金在溶液中的腐蚀行为[D];兰州理工大学;2004年
7 戎志丹;镁合金环保型阳极氧化工艺及膜层性能研究[D];东南大学;2006年
8 戴磊;镁合金新型阳极氧化及电沉积技术研究[D];湖南大学;2006年
9 李永刚;镁铝合金腐蚀行为及防护方法研究[D];太原理工大学;2010年
10 于生海;AZ系镁合金在模拟海水介质中的腐蚀行为[D];重庆大学;2008年
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