论文题目: 镁合金微弧氧化膜的形成过程及腐蚀行为研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 海洋化学
作者: 王燕华
导师: 王佳
关键词: 镁合金,微弧氧化,电化学,生长过程,腐蚀行为
文献来源: 中国科学院研究生院（海洋研究所）
发表年度: 2005
论文摘要: 微弧氧化技术是近年来公认的最有前途的镁合金表面处理方法。这种方法采用电化学氧化处理结合溶液中高电压下的火花放电处理。通过高压下的火花放电处理,金属的耐磨性、耐蚀性、机械强度以及电绝缘性都得到了很大的提高。研究镁合金微弧氧化处理的控制工艺,探讨陶瓷膜的生长特征以及腐蚀行为,对于促进微弧氧化技术的应用,具有十分重要的意义。 本论文采用电化学方法结合表面形貌结构分析方法,对碱性硅酸盐溶液中制得的镁合金微弧氧化膜的生长特征、腐蚀行为进行了研究,建立了微弧氧化膜的结构与电化学行为之间的相关性,并探讨了微弧氧化膜的生长机制和腐蚀机理。 研究发现镁合金的微弧氧化,大体上经历了钝化膜生长阶段、微火花氧化膜阶段和弧光氧化膜阶段。各个阶段得到膜层的厚度、表面形貌、结构组成以及电化学特征有较大的差异。 针对微弧氧化过程的特征现象——火花放电现象进行了探讨。发现火花放电不仅改变氧化膜的表面形貌结构,还能够促进氧化膜表面硅、氧元素的富积,并使火花放电区域的表面电位正移。而且氧气对电火花的尺寸和放电的剧烈程度具有重要的影响。 微弧氧化处理后的镁合金在侵蚀性介质中的腐蚀过程分为两个阶段,初期的氧化膜破坏阶段和后期的膜下基体腐蚀阶段,在两个阶段中,试样呈现出不同的电化学行为。 另外,对大气环境中,有 NaCl 液滴存在时,镁合金及微弧氧化试样表面短期的腐蚀行为进行了初步的比较研究。对镁合金来说,液滴下的腐蚀区域可以长时间保持不变,而对于微弧氧化试样来说,表面疏松层的存在使得液滴很快渗入氧化膜并逐渐散开,相应的腐蚀区也逐渐扩大。 最后,研制了两种新型的微弧氧化配方,并对新配方制得的镁合金微弧氧化膜的性能进行了初步的比较研究。
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1. 镁合金的特点及应用
2. 传统的镁合金表面处理技术
2.1 化学氧化处理
2.2 阳极氧化处理
2.3 金属涂镀处理
2.4 有机物涂敷处理
3. 微弧氧化技术
3.1 微弧氧化技术的发展历史
3.2 微弧氧化技术的研究现状
3.3 微弧氧化机理
3.4 微弧氧化技术的特点
3.5 微弧氧化技术的影响因素
3.6 微弧氧化技术的应用前景
4. 论文的选题依据
5. 研究内容
第二章 微弧氧化工艺参数对陶瓷膜性能的影响
1. 前言
2. 实验方法
2.1 实验材料
2.2 微弧氧化膜制备
2.3 微弧氧化膜性能测试
3. 结果与讨论
3.1 微弧氧化配方的确定
3.2 微弧氧化现象特征
3.3 氧化液温度的影响
3.4 氧化液体积/电极面积比的影响
3.5 氧化电流密度的影响
4. 本章结论
第三章 镁合金微弧氧化膜的生长过程研究
1. 前言
2. 实验方法
2.1 厚度测试
2.2 表面形貌成分分析
2.3 硬度测试
2.4 电化学性能测试
3. 结果与讨论
3.1 微弧氧化过程中氧化膜厚度的变化
3.2 微弧氧化过程中膜层表面形貌的变化
3.3 膜层的相组成分析
3.4 膜层的硬度分析
3.5 膜层在氧化液体系中的电化学行为
3.6 膜层在侵蚀液体系中的电化学行为
3.7 微弧氧化膜生长过程模型
4. 本章结论
第四章 火花放电对膜层性能的影响
1. 前言
2. 实验方法
2.1 试样的制备
2.2 表面形貌成分分析
2.3 表面电位分布
3. 结果与讨论
3.1 火花放电对槽压的影响
3.2 火花放电对膜层表面形貌的影响
3.3 火花放电对膜层表面元素分布的影响
3.4 火花放电对膜层表面电位分布的影响
4. 本章结论
第五章 镁合金及微弧氧化试样的腐蚀行为研究
1. 前言
2. 实验方法
3. 结果与讨论
3.1 镁合金及微弧氧化试样在 NaCl 溶液中的电化学行为
3.2 镁合金及微弧氧化试样在 Na_2SO_4溶液中的电化学行为
3.3 微弧氧化试样的腐蚀机理
4. 本章结论
第六章 NaCl 液滴对镁合金及微弧氧化试样的侵蚀研究
1. 前言
2. 实验方法
3. 结果与讨论
3.1 表面形貌的变化
3.2 表面电位的变化
3.3 腐蚀机理的推测
4. 本章结论
第七章 新型镁合金微弧氧化膜的初步研究
1. 前言
2. 实验方法
2.1 试样制备
2.2 性能检验
3. 结果与讨论
3.1 击穿电位的比较
3.2 膜层的生长速度
3.3 膜层的表面形貌
3.4 膜层的相组成
3.5 膜层表面的电位分布
3.6 膜层阻抗的比较
3.7 膜层封闭后耐蚀性比较
4. 本章结论
第八章 总结论
参考文献
博士期间发表文章目录
致谢
发布时间: 2005-07-05