铝阳极氧化膜的电化学阻抗特征研究

论文题目: 铝阳极氧化膜的电化学阻抗特征研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 材料学

作者: 赵旭辉

导师: 左禹

关键词: 阳极氧化,封闭处理,电化学阻抗谱,等效电路,耐蚀性

文献来源: 北京化工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 铝及其合金因为具有密度小、比强度大、易成型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。阳极氧化处理能大大提高铝及其合金的耐蚀性能,但关于铝阳极氧化膜的电化学性能有待于进一步的研究。 论文针对工业纯铝L3和硬铝LY12,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,LY12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),L3和LY12相对优化的氧化工艺:氧化电流1.5A/dm~3,20℃,氧化时间40分钟。 运用交流阻抗技术和极化曲线技术,研究了工业纯铝L3和硬铝LY12及其氧化膜在氯化钠和硫酸钠溶液中的电化学行为,结果表明未经过氧化处理的两种铝合金材料同样几乎都不存在钝化区,而阳极氧化之后将大大提高其耐蚀性,两者都存在一个较合适的阳极氧化电流密度和氧化膜厚度,电流过高或过低和氧化膜厚度过薄或过厚都会影响氧化膜的耐蚀性;阳极氧化膜具有双层结构,不仅阻挡层具有保护性,多孔层对侵蚀性氯离子也有一定的屏障作用,不过未封闭处理的

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 文献综述

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 铝的腐蚀概论

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 阳极氧化膜在侵蚀型溶液中腐蚀行为

1.5 研究方法

1.5.1 常规电化学测试

1.5.2 电化学噪声技术

1.5.3 交流阻抗技术

1.5.4 近代材料研究方法

1.6 论文选题目的与意义

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

第三章 铝合金阳极氧化工艺研究

3.1 前言

3.2 实验结果与讨论

3.2.1 氧化电流密度对阳极氧化膜厚度的影响

3.2.2 氧化电流密度对氧化膜显微硬度的影响

3.2.3 氧化时间对氧化膜厚度的影响

3.2.4 氧化时间对氧化膜表面显微硬度的影响

3.2.5 氧化电流密度和氧化时间对氧化膜晶态的影响

3.2.6 氧化电流和时间对氧化膜在1mol／LNaCl溶液中极化行为的影响

3.3 本章结论

第四章 铝及其合金阳极氧化膜的电化学行为研究

4.1 前言

4.2 实验方法

4.3 纯铝L3氧化膜在NaCl溶液中的电化学行为

4.3.1 极化曲线

4.3.2 电化学阻抗谱

4.3.3 讨论

4.4 硬铝LY12氧化膜在NaCl溶液中的电化学行为

4.4.1 极化曲线

4.4.2 电化学阻抗谱

4.5 L3和LY12合金及其氧化膜在1M NaCl溶液中电化学行为比较

4.6 纯铝L3氧化膜在Na_2SO_4溶液中的电化学行为

4.6.1 电化学测试结果

4.6.2 分析讨论

4.7 本章结论

第五章 阳极氧化膜的自封闭现象研究

5.1 前言

5.2 实验材料和方法

5.2.1 实验材料

5.2.2 氧化膜的制备

5.2.3 测试方法

5.2.4 氧化膜的等效电路模型

5.3 实验结果与讨论

5.3.1 极化曲线

5.3.2 在浸泡时间很短时的电化学阻抗谱

5.3.3 浸泡一段时间之后电化学阻抗谱

5.3.4 不同条件下氧化膜的自封闭作用

5.3.5 不同条件下氧化膜阻挡层的变化

5.3.6 开路电位的监测

5.4 本章结论

第六章 封闭处理后氧化膜的电化学行为

6.1 引言

6.2 实验方法

6.3 氧化膜等效电路

6.4 纯铝L3氧化膜经过封闭处理后的电化学行为特征

6.4.1 极化曲线测试

6.4.2 开路电位监测

6.4.3 电化学阻抗谱

6.5 不同封闭方法的比较

6.6 本章结论

第七章 全文总结

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间发表及待发表的学术论文

发布时间: 2005-09-26

参考文献

• [1].稀土改性铝阳极氧化膜的制备及性能研究[D]. 李启征.北京化工大学2009
• [2].铝阳极氧化膜的制备及自组织行为研究[D]. 任建军.北京化工大学2012

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