AZ91D镁合金微弧氧化黑色膜工艺和性能研究

论文摘要

目前镁合金表面着色膜层在使用性能方面存在着一些缺陷,如膜层易脱落、耐磨耐腐蚀性低、颜色不均匀、在光照条件下易褪色等。这在很大程度上限制了镁合金的应用。通过对AZ91D镁合金微弧氧化黑色膜工艺的试验研究,成功配制出了三种电解液体系(硅酸盐、有机胺Ⅰ、有机胺Ⅱ),并在这三种电解液中对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,制备出颜色均匀、手感光滑、与基体结合紧密、具有良好耐蚀性的黑色陶瓷膜。探讨了在这三种电解液中微弧氧化时,不同终止电压和处理时间对陶瓷层性能的影响。通过对AZ91D镁合金微弧氧化形成的黑色膜进行性能检测；比较不同电解液体系下黑色氧化陶瓷层厚度、粗糙度和黑度；采用中性盐雾腐蚀试验和人工加速耐候试验检测黑色陶瓷膜层的耐蚀性和耐老化性。结果表明,在三种电解液体系中制备的试样耐蚀性均比基体好,其中在有机胺Ⅱ体系中制备出的黑色陶瓷层耐蚀、耐老化性最好。X衍射分析和扫描电镜分析表明,陶瓷层所含元素及其相成分都和镁合金基体成分以及电解质种类有关,其中金属着色盐对陶瓷层着色起着重要的作用。随着氧化时间的延长、终止电压的升高,与着色盐所形成的化合物在陶瓷层中所占的比例增大,分布趋于均匀。制备出陶瓷层表面微观形貌均为多孔网状结构,在有机胺盐体系中制备出的试样陶瓷层孔径和孔隙率比在硅酸盐中的小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 镁合金表面处理技术
• 1.3 传统镁合金表面着色防护技术
• 1.3.1 有机高聚物涂装工艺
• 1.3.2 电镀
• 1.3.3 阳极氧化着色反应
• 1.3.3.1 整体着色
• 1.3.3.2 电解着色
• 1.3.3.3 浸渍着色
• 1.4 微弧氧化技术
• 1.4.1 微弧氧化技术的基本原理
• 1.4.2 微弧氧化技术的发展和应用
• 1.4.2.1 微弧氧化技术的发展
• 1.4.2.2 微弧氧化技术的应用
• 1.5 课题研究目的、意义和内容
• 1.5.1 课题研究目的和意义
• 1.5.2 课题研究内容
• 第二章 实验材料与工艺方法
• 2.1 试样材料及制备
• 2.1.1 试样成分
• 2.1.2 试样尺寸与制备
• 2.2 试验及检测设备
• 2.2.1 实验设备
• 2.2.2 陶瓷层检测设备
• 2.3 实验过程
• 2.3.1 准备基体
• 2.3.2 电解液的配制
• 2.3.3 电参数的确定
• 2.3.4 微弧氧化
• 2.3.5 陶瓷层性能检测
• 第三章 镁合金微弧氧化黑色膜工艺优化
• 3.1 电解质的选择与优化
• 3.1.1 硅酸盐体系
• 3.1.2 铝酸盐体系
• 3.1.3 磷酸盐体系
• 3.1.4 有机溶剂体系
• 3.2 氧化电压的影响
• 3.2.1 硅酸盐体系电压优化
• 3.2.2 有机溶剂体系电压优化
• 3.3 氧化时间的影响
• 第四章 微弧氧化黑色陶瓷膜组织结构分析
• 4.1 陶瓷层微观形貌分析
• 4.1.1 不同电解液体系制备陶瓷层的表面分析
• 4.1.2 有机溶剂体系不同氧化时间表面微观形貌分析
• 4.1.3 有机溶剂体系不同终止电压表面微观形貌分析
• 4.1.4 不同电解液截面微观形貌分析
• 4.1.5 有机溶剂体系不同氧化时间截面微观形貌分析
• 4.2 陶瓷层成分分析
• 4.2.1 不同电解质体系陶瓷层相成分分析
• 4.2.2 有机溶剂体系不同氧化时间陶瓷层的相分析
• 4.2.3 有机溶剂体系不同终止电压陶瓷层的相分析
• 4.2.4 有机溶剂体系不同氧化时间陶瓷膜元素能谱分析
• 第五章 微弧氧化黑色膜陶瓷层性能分析
• 5.1 黑度检测
• 5.1.1 颜色的数字化
• 5.1.2 电脑测色
• 5.1.3 色差
• 5.2 陶瓷层厚度
• 5.3 陶瓷层粗糙度
• 5.4 氧化膜的耐腐蚀性
• 5.4.1 实验过程
• 5.4.2 陶瓷层耐蚀性研究
• 5.5 陶瓷层耐候性研究
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢