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《湖南大学》 2008年
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铝及其合金新型表面处理工艺研究

张平  
【摘要】: 铝由于其优异性能而广泛应用于航天航空、汽车、电子、家电等领域,但由于铝的耐腐蚀性能和装饰性能较差,在应用以前需要经过表面处理。阳极氧化是提高铝表面耐腐蚀、耐磨性和装饰性能的有效表面处理方法之一。传统的铝阳极氧化技术存在工艺复杂、成本高、氧化电解液对环境不友好等缺陷。本文针对上述问题,本论文采用新型的电化学表面处理技术,将阳极氧化与等离子增强电化学沉积有机地结合在一起,在铝合金表面快速形成一层集氧化物与沉淀物为一体的表面转化膜,并进一步研究了铝阳极氧化膜经磷酸溶液交流扩孔后对氧化膜电解着色的影响。研究工作主要包括以下几个方面: (1)采用电化学阳极火花沉积的表面处理技术,在含有钨酸盐的复合电解液中,形成了铝表面复合转化膜,将阳极氧化与等离子增强电化学沉积有机地结合在一起,在铝合金表面快速形成一层集氧化物与沉淀物为一体的表面转化膜。扫描电子显微镜对膜层观察发现,钨酸盐体系所成的转化膜表面间呈现不规则空隙,孔洞的直径大约为1μm。结果表明,此膜层具有优良的表观质量和良好的耐蚀性能。 (2)研究了铝阳极氧化膜经磷酸溶液交流扩孔后对氧化膜电解着色的影响。结果表明,铝阳极氧化膜经磷酸溶液交流扩孔后,氧化膜的电解着色性能发生了明显变化。改变交流氧化扩孔的电解参数和工艺条件,可获得黄色、灰色、绿色、古铜色、蓝色等多种色调的氧化膜。扫描电镜结果表明,经磷酸溶液交流扩孔后,多孔氧化膜孔径可增大一倍以上;电解着色并未引起膜表面微观形貌的明显变化。所得最佳扩孔工艺条件为:磷酸浓度90~110 g/L;扩孔电流密度1.5~1.75 A/dm~2;电压5~10 V;时间8~12 min;温度20~30℃。 (3)将超声波应用于铝的阳极氧化处理,研究了超声波对氧化工艺参数,氧化膜层性能的影响。结果表明,超声波可增加氧化膜的生长速率,提高阳极氧化温度与氧化电流密度的上限值,可实现在较高温度和大电流密度下对铝进行阳极氧化。超声波作用下获得的铝氧化膜层表面孔隙率低,膜的厚度与硬度都较不加超声波体系有明显提高。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TG174.4

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