Al-Li合金稀土转化膜结构与耐蚀性能研究

论文摘要

本文对2195Al-Li合金表面进行了稀土转化处理成膜工艺研究,具体分析了不同成膜工艺参数（稀土盐浓度、氧化剂浓度、成膜时间、成膜温度）对稀土转化膜表面形貌与耐蚀性能的影响。并针对膜层的开裂现象,对转化膜进行了多次成膜与钼酸钠后处理工艺研究。利用扫描电子显微镜（SEM）,X射线光电子能谱仪（XPS）分析了稀土转化膜的表面形貌、膜层的成分结构以及膜层元素的价态。使用M273型恒电位仪研究了转化膜的电化学腐蚀行为。SEM观察结果表明:不同转化工艺对转化膜的成膜速度与表面形貌有着显著的影响,其中以主体盐的浓度的影响最为明显。成膜后的膜层较薄时表面平整均匀,膜层变厚时容易发生开裂。多次成膜工艺与后处理工艺改善了稀土转化膜的表面形貌,在保证膜层厚度的同时减少开裂。对腐蚀形貌进行观察发现,在膜层较薄与开裂严重的区域均容易发生腐蚀,多次成膜工艺与后处理工艺使得腐蚀的发生也大大减少。XPS研究表明:2195Al-Li合金稀土转化膜表面成分主要由铈的氧化物组成,铈的价态主要为正四价。经过后处理的稀土转化膜同样由铈的氧化物组成,正三价的铈增多。极化曲线测试表明:稀土转化处理显著提高了2195Al-Li合金的耐蚀性能。不同转化工艺参数存在着一个最佳值,参数过高或过低都不利于膜层对试样的保护。多次成膜工艺与后处理工艺均明显改善了稀土转化膜的耐蚀性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景和意义
• 1.2 Al-Li合金腐蚀性能
• 1.2.1 孔蚀及晶间腐蚀
• 1.2.2 应力腐蚀断裂
• 1.2.3 剥蚀
• 1.3 铝合金表面处理方法
• 1.3.1 阳极氧化法
• 1.3.2 激光处理
• 1.3.3 离子注入
• 1.3.4 冷喷涂技术
• 1.3.5 化学转化膜法
• 1.4 铝合金稀土转化膜工艺研究进展
• 1.4.1 稀土转化膜的发展
• 1.4.2 主要稀土转化膜工艺
• 1.5 本文研究的主要内容
• 第2章 试验材料及研究方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 稀土转化膜工艺研究方法
• 2.2.1 预处理工艺研究方法
• 2.2.2 稀土转化膜制备工艺研究方法
• 2.2.3 后处理工艺研究方法
• 2.3 稀土转化膜性能测试
• 2.3.1 转化膜表面形貌观察
• 2.3.2 转化膜成分分析
• 2.3.4 腐蚀性能测试
• 第3章 稀土转化膜表面形貌与成分结构研究
• 3.1 引言
• 3.2 表面膜的成分结构分析
• 3.2.1 稀土转化膜的EDS分析
• 3.2.2 稀土转化膜的XPS分析
• 3.3 工艺参数对稀土转化膜表面形貌的影响
• 3 浓度对稀土转化膜表面形貌的影响'>3.3.1 CeCl₃浓度对稀土转化膜表面形貌的影响
• 2O₂ 浓度对稀土膜表面形貌的影响'>3.3.2 H₂O₂浓度对稀土膜表面形貌的影响
• 3.3.3 转化时间对稀土膜表面形貌的影响
• 3.3.5 转化温度对表面形貌的影响
• 3.4 多次沉积对Al-Li合金稀土转化膜表面形貌的影响
• 3.5 本章小结
• 第4章 成膜工艺参数对Al-Li合金腐蚀性能的影响
• 4.1 引言
• 4.2 稀土转化膜腐蚀形貌研究
• 4.3 成膜工艺参数对转化膜腐蚀性能的影响
• 3 浓度对稀土转化膜腐蚀行为的影响'>4.3.1 CeCl₃浓度对稀土转化膜腐蚀行为的影响
• 2O₂ 浓度对稀土转化膜腐蚀行为的影响'>4.3.2 H₂O₂浓度对稀土转化膜腐蚀行为的影响
• 4.3.3 转化温度对稀土转化膜腐蚀行为的影响
• 4.3.4 转化时间对稀土膜腐蚀行为的影响
• 4.4 多次沉积对Al-Li合金稀土膜腐蚀行为的影响
• 4.5 本章小结
• 第5章 稀土转化膜后处理工艺研究
• 5.1 钼酸钠后处理对转化膜形貌结构的影响
• 5.1.1 后处理前后膜层形貌对比
• 5.1.2 后处理温度对转化膜表面形貌的影响
• 5.2 钼酸钠后处理后表面膜的成分分析
• 5.3 后处理对稀土转化膜耐蚀性能的影响
• 5.3.1 后处理温度对稀土转化膜耐蚀性能的影响
• 5.3.2 后处理对不同稀土转化工艺膜层耐蚀性能的影响
• 5.3.3 后处理对稀土转化膜腐蚀形貌的影响
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢