铝合金阳极氧化膜的脉冲封闭工艺与耐蚀性研究

论文摘要

本文主要研究了一种采用双向脉沖电源，将铝合金阳极氧化膜在硫酸铝溶液中进行封闭的绿色工艺。比较了经直流封闭和脉冲电流封闭的氧化膜在NaCl溶液中耐腐蚀性能。研究了脉冲电流的频率、负向工作比、封闭温度等参数对阳极氧化膜耐蚀性的影响，得到了最佳的脉冲电流封闭工艺条件：脉沖频率50Hz，正负工作比分为60％和35％，电压800mV，封闭温度80℃，2g／LAl3+溶液，封闭30min。利用动电位极化技术研究了使用脉冲方法封闭后的L3和LY12铝合金阳极氧化膜在不同pH值的NaCl溶液中的极化行为，并与重铬酸钾封闭、沸水封闭和氟化镍封闭进行了对比，结果表明脉冲封闭过的阳极氧化膜的耐蚀性与传统封闭方法具有可比性，并且该封闭工艺适用于处理不同铝合金氧化膜封孔。采用交流阻抗法研究了工业纯铝L3阳极氧化膜在NaCl溶液中的腐蚀行为。在浸泡初期，未经封闭的阳极氧化膜存在一种自封闭的过程，Rp[值增加而Cp值减小。在酸性NaCl溶液中，随着浸泡时间的延长，经脉沖电流封闭处理后的阳极氧化膜Rp和Cp变化较快，说明经脉冲电流封闭处理后的阳极氧化膜在酸性溶液中比在中性和碱性溶液中具有更高的耐蚀性。利用扫描电子显微镜（SEM）观察了封闭后阳极氧化膜的表面形貌，对经脉沖电流封闭后的阳极氧化膜进行500h的中性盐雾试验，结果表明脉冲电流封闭可替代重铬酸盐封闭成为一种对环境无污染的新型封闭方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 前言
• 1.2 铝阳极氧化膜的形成机理
• 1.3 阳极氧化膜的结构与组成
• 1.3.1 阳极氧化膜的结构
• 1.3.2 阳极氧化膜的组成
• 1.4 阳极氧化膜的制备及性能
• 1.4.1 阳极氧化膜的制备方法
• 1.4.2 阳极氧化膜的氧化电源
• 1.4.3 铝阳极氧化膜的性能及其影响因素
• 1.4.3.1 电解液的影响
• 1.4.3.2 电压参数的影响
• 1.4.3.3 电流参数的影响
• 1.4.3.4 电解液温度的影响
• 1.4.3.5 电化学处理时间的影响
• 1.5 铝阳极氧化膜的封闭处理及最新进展
• 1.5.1 热封孔
• 1.5.2 中温封孔
• 1.5.3 冷封孔
• 1.5.4 有机物封闭技术
• 1.5.5 封闭工艺的最新进展
• 1.6 铝阳极氧化膜的封闭处理的发展趋势
• 1.7 封闭处理引起的阳极氧化膜缺陷
• 1.7.1 高温封孔引起的阳极氧化膜缺陷
• 1.7.2 低温封孔引起的阳极氧化膜缺陷
• 1.8 研究方法
• 1.8.1 电化学测试
• 1.8.2 封孔质量的品质要求
• 1.8.3 封孔后的性能评价
• 1.9 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 氧化工艺
• 2.2.2.1 氧化膜制备工艺与装备
• 2.2.2.2 热处理
• 2.2.2.3 碱性化学除油
• 2.2.2.4 出光
• 2.2.2.5 电化学抛光
• 2.2.2.6 硫酸阳极氧化
• 2.2.3 封闭工艺
• 2.2.3.1 沸水封闭
• 2.2.3.2 重铬酸钾封闭
• 2.2.3.3 氟化镍封闭
• 2.2.3.4 直流封闭
• 2.2.3.5 脉冲电流封闭
• 2.3 阳极氧化膜性能测试
• 2.3.1 电化学测试系统
• 2.3.2 氧化膜厚度测试
• 2.3.3 盐雾试验
• 2.3.4 表面形貌及成份分析
• 2.4 交流阻抗谱数据处理
• 第三章 铝合金阳极氧化及封闭工艺参数对氧化膜性能的影响
• 3.1 前言
• 3.2 实验方法
• 3.3 实验结果与讨论
• 3.3.1 阳极氧化电流密度对氧化膜性能的影响
• 3.3.2 阳极氧化时间对氧化膜性能的影响
• 3.3.3 经直流封闭与脉冲封闭的氧化膜在NaCl溶液中的腐蚀行为
• 3.3.4 封闭时间对氧化膜耐蚀性能的影响
• 3.4 本章结论
• 第四章 铝及铝合金阳极氧化膜绿色脉冲电流封闭工艺的研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验方法
• 4.3 实验设计
• 4.4 实验结果与讨论
• 4.4.1 负向工作比对阳极氧化膜电化学性能的影响
• 4.4.2 封闭温度对阳极氧化膜电化学性能的影响
• 4.4.3 封闭电压对阳极氧化膜电化学性能的影响
• 4.4.4 封闭电源频率对阳极氧化膜电化学性能的影响
• 4.4.5 阳极氧化膜经脉冲电流封闭处理后的成分分析
• 4.5 本章结论
• 第五章 不同封闭工艺对阳极氧化膜腐蚀行为的影响
• 5.1 前言
• 5.2 实验方法
• 5.3 实验结果与讨论
• 5.3.1 不同封闭方法处理后氧化膜在不同体系中的电化学行为特征
• 5.3.2 不同铝合金经封闭方法处理后氧化膜的电化学行为特征
• 5.3.3 铝合金氧化膜经过脉冲封闭处理后在NaCl溶液中浸泡试验
• 5.3.4 铝及铝合金氧化膜经过脉冲封闭处理后中性盐雾腐蚀试验
• 5.4 本章结论
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表及待发表的学术论文
• 作者简介
• 导师简介