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《中国海洋大学》 2010年
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铝合金表面稀土转化膜的制备工艺与成膜机理研究

刘浩泉  
【摘要】:本文对铝及其合金表面稀土转化膜的制备工艺进行了初步研究,探讨了化学沉积转化膜的成膜机制和膜层裂纹的产生机理;以减少转化膜表面裂纹和改善其耐腐蚀性为目的,开发了磷酸盐后处理工艺,并对后处理的原理进行了研究。本文主要采取了以下的表征方法:利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和涂层测厚仪来研究稀土转化膜的微观组织形貌、表面元素组成和膜厚;电化学阻抗谱、极化曲线和全浸腐蚀实验研究了试样表面稀土转化膜的电化学腐蚀行为和耐蚀机理。 利用正交实验确定了化学沉积成膜的最佳工艺参数。通过分析化学沉积过程中的膜层厚度、膜层单位面积质量、表面微观形貌和表面元素组成随沉积时间的关系,进一步研究了不同成膜工艺参数(稀土盐浓度、高氯酸钠的浓度、氧化剂过氧化氢的浓度、成膜时间和溶液的pH值)对稀土转化膜的影响。提出了化学沉积过程转化膜的成膜和裂纹形成机理:首先在溶液中发生的是铝的氧化和过氧化氢的还原过程,之后随着氢氧根离子的增多,靠近试样表面的溶液pH值逐渐升高,通过一系列反应最终形成了氧化铈转化膜,最后由于膜层的脱水会导致膜层开裂。 采用正交实验优化了化学沉积转化膜的磷酸盐后处理工艺,分析了不同后处理工艺参数(磷酸钠浓度、溶液温度、pH值和反应时间)对最终成膜的影响。实验结果表明,化学沉积稀土转化膜在经过磷酸盐后处理后,通过物质的转化形成了新的磷酸铈水合物,膜层的抗开裂性和耐蚀性能获得了很大的提高。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG174.4

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【参考文献】
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