双羟基金属氧化物前驱体法引入合金元素制备铝复合阳极氧化膜及其性能研究

论文摘要

铝及其合金因为具有密度小、比强度大、易成型以及优良的表面装饰性能等特点，在建筑、装饰、航空以及日常生活等诸多领域得到广泛应用。复合阳极氧化处理能大大提高铝及其合金的耐蚀性能，但关于铝复合阳极氧化膜的电化学性能及合金元素对于氧化膜的影响有待于进一步的研究。 本论文针对高纯铝Al-05和工业纯铝L3，研究了在以硫酸为主的氧化液中阳极氧化电流密度和氧化时间对氧化膜性能的影响，结果表明氧化膜其主要组成是非晶态的氧化铝；氧化膜随氧化电流密度（或氧化时间）的增加而增厚，并且在高的氧化电流密度（或长的氧化时间）下，膜中缺陷增加，甚至产生了明显的裂纹；膜的表面颜色由浅变深；氧化膜表面的显微维氏硬度随氧化时间延长而升高，随氧化电流密度增加存在一个最大值；氧化膜的耐蚀性随氧化电流密度增加（或氧化时间延长）存在一个最大值；相同氧化条件下，L3氧化膜较薄，且耐蚀性相对较差。并得到了在硫酸氧化液中（98％硫酸200g/L+丙三醇15g/L+草酸20g/L），Al-05和L3相对优化的氧化工艺：氧化电流1.5A/dm2，20℃，氧化时间40分钟。 研究了通过在铝表面形成双羟基金属氧化物的方法引入Li、Ni、Mg后阳极氧化制备的Al-Li、Al-Ni、Al-Mg复合阳极氧化膜的性能。利用X射线光电子能谱（XPS）和能量弥散X射线分析（EDXA）

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 铝的阳极氧化处理
• 1.2.1 铝阳极氧化膜的形成机理
• 1.2.2 阳极氧化膜的结构与组成
• 1.2.3 阳极氧化膜的性能及其影响因素
• 1.2.4 铝阳极氧化膜的制备与封闭处理
• 1.3 铝的腐蚀行为
• 1.3.1 铝的腐蚀概念
• 1.3.2 铝的点蚀机理
• 1.4 阳极氧化膜的电化学腐蚀行为
• 1.4.1 阳极氧化膜的缺陷
• 1.4.2 阳极氧化膜在侵蚀性溶液中腐蚀行为
• 1.5 阳极氧化膜中其它元素对氧化膜的影响
• 1.5.1 阴离子对阳极氧化膜的影响
• 1.5.2 阳离子对阳极氧化膜的影响
• 1.6 研究方法
• 1.6.1 常规电化学测试
• 1.6.2 电化学噪声技术
• 1.6.3 交流阻抗技术
• 1.6.4 近代材料研究方法
• 1.7 论文选题目的与意义
• 参考文献
• 第二章 实验方法
• 2.1 前言
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 氧化膜试样的制备及装置
• 2.2.3 电化学测试
• 2.2.4 表面形貌及成分分析
• 2.3 实验数据处理
• 参考文献
• 第三章 工艺参数对铝及其合金阳极氧化膜性能影响研究
• 3.1 前言
• 3.2 氧化电流密度对阳极氧化膜厚度的影响
• 3.3 氧化电流密度对阳极氧化膜显微硬度的影响
• 3.4 氧化时间对阳极氧化膜厚度的影响
• 3.5 氧化时间对阳极氧化膜表面显微硬度的影响
• 3.6 氧化电流密度和氧化时间对阳极氧化膜晶态的影响
• 3.7 氧化电流和时间对阳极氧化膜在1mol/LNaCl溶液中极化行为的影响
• 3.8 本章结论
• 参考文献
• 第四章 双羟基复合金属氧化物法引入Li离子对铝阳极氧化膜性能影响的研究
• 4.1 前言
• 4.2 Li离子引入购高纯铝试样表面XRD观察
• 4.3 反应时间对Li离子引入的影响
• 4.4 Li溶液浓度对离子引入的影响
• 4.5 反应温度对Li离子引入的影响
• 4.6 Li离子引入前后铝阳极氧化膜表面SEM观察
• 4.7 Li离子引入前后铝阳极氧化膜表面AFM观察
• 4.8 Li离子引入前后铝阳极氧化膜表面XRD观察
• 4.9 Li离子引入前后铝阳极氧化膜极化曲线检测
• 4.10 Li离子引入前后铝阳极氧化膜交流阻抗检测
• 4.11 Li离子引入对阳极氧化膜半导体性能的影响
• 4.12 本章结论
• 参考文献
• 第五章 双羟基金属氧化物前驱体法引入Ni制备Al-Ni复合阳极氧化膜及其性能研究
• 5.1 前言
• 5.2 Ni元素引入后高纯铝试样表面XRD观察
• 5.3 Ni元素引入队铝阳极氧化电流效率的影响
• 5.4 反应时间对Ni离子引入的影响
• 5.5 Ni元素引入前后铝阳极氧化膜表面SEM观察
• 5.6 Ni元素引入前后铝阳极氧化膜表面AFM观察
• 5.7 Ni元素引入前后铝阳极氧化膜表面XRD观察
• 5.8 Ni元素引入前后铝阳极氧化膜表面极化曲线检测
• 5.9 Ni元素引入前后铝阳极氧化膜表面交流阻抗检测
• 5.10 Ni元素引入对铝阳极氧化膜半导体性能的影响
• 5.11 引入Li、Ni元素复合阳极氧化膜表面形貌比较
• 5.12 引入Li、Ni元素复合阳极氧化膜计划曲线检测比较
• 5.13 引入Li、Ni元素复合阳极氧化膜交流阻抗检测比较
• 5.14 引入Li、Ni元素复合阳极氧化膜表面半导体性能比较
• 5.15 本章结论
• 参考文献
• 第六章 双羟基金属氧化物前驱体法引入Mg制备Al-Mg复合阳极氧化膜及其性能研究
• 6.1 前言
• 6.2 Mg离子引入后高纯铝试样表面XRD观察
• 6.3 Mg离子引入前后铝阳极氧化膜表面XRD观察
• 6.4 Mg离子引入对Mg-Al复合阳极氧化膜的影响
• 6.5 本章结论
• 参考文献
• 第七章 全文总结
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文