收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

AZ91D镁合金微弧氧化工艺及成膜行为研究

刘妍  
【摘要】:由于密度小、易于加工及力学性能优异,镁合金在航空、航天、军工、交通工具、生物医学、电子产品等领域应用前景广阔。不过,镁合金化学稳定性差,在大气环境中能和氧、水及氯盐等发生反应而导致锈蚀损坏现象,限制了其实际应用,尤其是在腐蚀性环境中。因此,提高镁合金的耐腐蚀性已经成为该领域重要的研究方向之一。 本论文概述了镁合金的特点、应用、腐蚀原因及防护技术,并结合当今镁合金表面防护技术的发展趋势,在课题组前期工作的基础上开展了绿色环保型镁合金微弧氧化工艺开发、电解液添加剂作用机制和表面微弧氧化处理镁合金在模拟体液中的腐蚀行为等研究,主要包括以下内容: 1.苯甲酸盐添加剂对AZ91D镁合金微弧氧化过程及氧化膜性能的影响。分别采用苯甲酸钠和邻苯二甲酸氢钾为添加剂,在碱性硼酸盐电解液中进行镁合金的微弧氧化研究。利用电流瞬变曲线和反应现象观察研究了苯甲酸盐参与下AZ91D镁合金的微弧氧化过程;利用场发射扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、极化曲线(Tafel)和电化学阻抗(EIS)等研究了苯甲酸盐对镁合金微弧氧化膜的形貌、组成和耐腐蚀性能的影响。结果表明,在加入苯甲酸钠或邻苯二甲酸氢钾后,微弧氧化电流密度降低,弧光放电剧烈程度减弱、气体逸出现象受到抑制,氧化反应变得相对温和。微弧氧化膜的质量也有明显改善。氧化膜表面孔洞的尺寸减小,表面裂纹消失,膜层变得更加平滑、致密,耐腐蚀性提高。 2.苯甲酸盐添加剂对微弧氧化过程的影响行为研究。研究了碱性硼酸盐电解液中苯甲酸盐添加剂对AZ91D镁合金阳极氧化阶段和微弧氧化阶段的影响。利用EIS研究了苯甲酸盐在镁合金表面的吸附行为。利用SEM和起弧电压测试研究了苯甲酸盐对阳极氧化阶段和微弧氧化阶段的影响。利用电流瞬变曲线和反应现象观察研究了苯甲酸盐参与下AZ91D镁合金的微弧氧化过程。结果表明,苯甲酸盐在碱性硼酸盐电解液中的吸附行为符合Temkin吸附等温式,吸附过程为自发过程。苯甲酸盐主要影响镁合金的阳极氧化过程。在苯甲酸盐参与下,阳极氧化阶段得到的膜层更加均匀、致密,电阻率也高;均匀、致密及高电阻率的膜层使微弧氧化阶段电流密度降低,弧光等离子体放电剧烈程度减弱,氧化反应变得相对温和。在相对温和的条件下,火花放电变得细小均匀,气体逸出减少,放电和气体通道尺寸变小,表面烧蚀现象消失,制得氧化膜的结构更加平滑致密,其耐腐蚀性也更好。 3.微弧氧化处理AZ91D镁合金在模拟体液中的腐蚀行为。以苯甲酸盐为添加剂,在生物安全型碱性硼酸盐电解液中对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,并对该处理过的镁合金在模拟体液中的耐腐蚀性进行了研究。结果表明,经微弧氧化处理后,镁合金表面生成了晶态方镁石型的致密均匀氧化膜。由于该氧化膜中不含Cr6+,F-和Mn2+等生物有害离子,作为医学植入材料更加安全可靠。利用浸泡失重实验、pH检测、电化学极化曲线和EIS等研究了微弧氧化处理镁合金的耐腐蚀性,并与未经处理镁合金进行了对比。结果表明,微弧氧化处理镁合金在模拟体液中具有优良的耐腐蚀性能。浸泡实验表明,微弧氧化处理镁合金在模拟体液中的失重速率远小于未经处理镁合金,浸泡造成的模拟体液pH的变化也小于未经处理镁合金,显示了其具有更好耐久性和生物相容性。 总之,本论文结合镁合金表面防护技术的研究现状,以发展新型绿色环保型微弧氧化工艺为目标,分别研究了苯甲酸盐添加剂对镁合金微弧氧化过程及微弧氧化膜性能的影响,苯甲酸盐添加剂对微弧氧化过程的影响机理和微弧氧化处理AZ91D镁合金在模拟体液中的腐蚀行为,在新工艺开发、机理研究和材料应用和评价等方面做了一些探索性工作,取得了一定的进展。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 阎峰云;范松岩;强旭东;张文群;;AZ91D镁合金微弧氧化工艺参数的研究[J];特种铸造及有色合金;2008年S1期
2 王立世,蔡启舟,魏伯康,刘全心;硅酸盐和磷酸盐电解液中AZ91D镁合金微弧氧化的成膜特性[J];金属热处理;2005年04期
3 尹延红,佟国栋,刘海峰;压铸镁合金表面处理工艺研究[J];特种铸造及有色合金;2004年01期
4 王立世,蔡启舟,魏伯康,毕艳;国外镁合金微弧氧化研究状况[J];材料保护;2004年07期
5 梁军,郭宝刚,田军,刘惠文,徐洮;氢氧化钾对镁合金微弧氧化的影响[J];材料保护;2005年04期
6 蒋百灵,张淑芬,吴国建;镁合金微弧氧化陶瓷层耐蚀性的研究[J];中国腐蚀与防护学报;2002年05期
7 张英,孟保平,杨国英;镁合金表面微弧氧化法[J];轻合金加工技术;2004年10期
8 张淑芬,张先锋,蒋百灵;溶液电导率对镁合金微弧氧化的影响[J];材料保护;2004年04期
9 龚巍巍,张乐,吴晓玲,杜建成;镁合金等离子体微弧氧化过程控制的研究[J];材料热处理学报;2005年01期
10 薛文斌,邓志威,张通和,陈如意,李永良;铸造镁合金微弧氧化机理[J];稀有金属材料与工程;1999年06期
11 王玲,张巍,李久青;镁合金微弧氧化及涂装耐电偶腐蚀的研究[J];材料保护;2005年04期
12 卫中领,陈秋荣,郭歆聪,丁翠红,徐乃欣,黄元伟;镁合金微弧氧化膜的微观结构及耐蚀性研究[J];材料保护;2003年10期
13 郭洪飞,安茂忠,徐莘,霍慧彬;镁合金微弧氧化配方的优化及膜层耐蚀性能评价[J];电镀与涂饰;2004年06期
14 蒋百灵,张先锋;不同电导率溶液中镁合金微弧氧化陶瓷层的生长规律及耐蚀性[J];稀有金属材料与工程;2005年03期
15 王巧霞;马跃洲;姜钧涛;李泽;;脉冲宽度对镁合金微弧氧化的影响[J];材料保护;2009年03期
16 郝建民,陈宏,张荣军,蒋百灵;镁合金微弧氧化陶瓷层的耐蚀性[J];中国有色金属学报;2003年04期
17 张英;孟保平;杨国英;姚素娟;;镁合金微弧氧化研究[J];有色金属加工;2004年06期
18 张先锋,蒋百灵;能量参数对镁合金微弧氧化陶瓷层耐蚀性的影响[J];腐蚀科学与防护技术;2005年03期
19 阎峰云;范松岩;张文群;张玉海;;镁合金微弧氧化绿色陶瓷膜的制备[J];材料保护;2008年07期
20 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];材料热处理学报;2002年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周学华;卫中领;徐乃欣;陈秋荣;;不同稀土的添加对AZ91D镁合金腐蚀性能的影响[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
2 王燕华;王佳;张际标;;硅酸盐溶液中不同电流密度下形成微弧氧化膜的性能研究[A];2004年腐蚀电化学及测试方法学术交流会论文集[C];2004年
3 曹博蕊;王从曾;苏学宽;马捷;;镁合金微弧氧化-化学镀镍复合涂层的结构与性能[A];第六届全国表面工程学术会议论文集[C];2006年
4 韦春贝;田修波;杨士勤;;复合脉冲微弧氧化对镁合金表面耐蚀性的影响[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
5 陈飞;周海;姚斌;杨英歌;吕俊霞;张青峰;;AZ31镁合金表面微弧氧化陶瓷层的性能[A];第十届全国青年材料科学技术研讨会论文集(C辑)[C];2005年
6 曾荣昌;明勇;黄伟九;韩恩厚;柯伟;;镁合金AZ91D焊接组织及腐蚀行为研究[A];海峡两岸第二届工程材料研讨会论文集[C];2004年
7 岳高;廖正陶;;镁合金微弧氧化工艺与原理探讨[A];2002年材料科学与工程新进展(上)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
8 曹博蕊;王从曾;苏学宽;马捷;;镁合金微弧氧化-化学镀镍复合涂层的结构与性能[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
9 胡小石;张永锟;郑明毅;王艳秋;吴昆;;AZ91D镁合金阻尼性能的研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
10 梁军;田军;刘惠文;徐洮;;电解液参数对镁合金微弧氧化的影响[A];甘肃省化学会成立六十周年学术报告会暨二十三届年会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 吕维玲;AZ91D镁合金微弧氧化膜制备的调控及膜层表征方法的研究[D];兰州理工大学;2010年
3 赵晖;镁合金的微弧氧化及真空高能束流处理研究[D];沈阳工业大学;2007年
4 陈宏;AZ91D压铸镁合金微弧氧化工艺及膜层腐蚀行为研究[D];长安大学;2009年
5 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
6 王强;铸造AZ91D镁合金腐蚀动态力学性能评价及防护研究[D];吉林大学;2010年
7 张欣盟;大面积铝合金局部放电微弧氧化及热阻隔膜层制备[D];哈尔滨工业大学;2011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 尚伟;AZ91D镁合金微弧氧化—溶胶凝胶复合膜层制备及其耐蚀性[D];中南大学;2011年
10 袁传军;铝、锌、镁合金电化学性能及机理研究[D];大连理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蔡景顺;稀土Ce对镁合金微弧氧化及其腐蚀行为的影响[D];浙江大学;2011年
2 吴召刚;AZ91D镁合金磷酸盐系微弧氧化着色膜制备工艺研究[D];兰州理工大学;2010年
3 汪利娜;镁合金微弧氧化及溶胶—凝胶表面改性研究[D];太原科技大学;2010年
4 潘振峰;AZ91D镁合金硅酸盐系微弧氧化着色膜制备工艺研究[D];兰州理工大学;2010年
5 陈宏;镁合金微弧氧化陶瓷层研究[D];长安大学;2002年
6 张先锋;镁合金微弧氧化陶瓷层生长过程及耐蚀性能的研究[D];西安理工大学;2004年
7 徐涛涛;镁合金微弧氧化陶瓷层形成机制及工艺研究[D];燕山大学;2011年
8 徐荣远;ZK60镁合金微弧氧化工艺及其膜层组织和性能研究[D];江苏科技大学;2010年
9 夏天;镁合金微弧氧化陶瓷层的结合强度及其致密性的研究[D];西安理工大学;2005年
10 袁兵;表面处理AZ31镁合金与45钢连接腐蚀的研究[D];西安理工大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;四大环节点评镁[N];科技日报;2005年
2 ;车用镁合金解当务之急[N];中国冶金报;2001年
3 关绍康;新型轻合金让汽车趋向完美[N];中国有色金属报;2003年
4 苏鸿英;镁在汽车工业中的应用和开发[N];中国有色金属报;2003年
5 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
6 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
7 梁新民;建设镁业基地 打造世界镁都[N];太原日报;2007年
8 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
9 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
10 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
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978