稀土對鋁合金硫酸—草酸陽極氧化的影響.pdf

1、本文研究了鋁合金硫酸—草酸陽極氧化的基本機理,確定了硫酸—草酸陽極氧化的最佳工藝配方,分析研究了稀土對陽極氧化膜耐腐蝕性、表面形貌、電化學(xué)性能的影響。由正交試驗和各影響因素分析得到最佳工藝配方為:硫酸濃度為180g/L,草酸濃度為5g/L,丙三醇濃度為15g/L,氧化溫度為20℃,氧化電壓為16V,氧化時間為50min。利用掃描電鏡(SEM)觀察陽極氧化膜表面的形貌,能譜儀(EDS)測定氧化膜的化學(xué)組成以及X射線衍射儀(XRD)測定氧化

2、膜的結(jié)構(gòu),得到的氧化膜主要是由Al、O兩種元素組成的非晶態(tài)的Al2O3。通過五種溶液(酸、堿、中性鹽、酸性鹽和堿性鹽)的全浸腐蝕試驗、XPS分析腐蝕產(chǎn)物、中性鹽霧試驗以及電化學(xué)腐蝕試驗,發(fā)現(xiàn)稀土Ce和La的最佳添加量都為0.2g/L。在全浸腐蝕試驗中,氧化膜耐腐蝕性順序依次為:中性鹽>堿性鹽>堿>酸>酸性鹽,五種溶液中腐蝕產(chǎn)物基本組成都是Al2O3和Al(OH)3。在酸性鹽溶液中,同時存在H+化學(xué)溶解作用和Cl-的點蝕作用,兩種腐蝕形式

3、加快了氧化膜表面的腐蝕速率,通過X射線光電子能譜儀(XPS)分析,得到腐蝕后的氧化膜中存在Cl-的化合物。而在堿性鹽溶液中并未發(fā)現(xiàn)氧化膜中存在Cl-的化合物,說明Cl-未參與腐蝕過程。另外,氧化膜通過沸水封閉后,多孔層孔壁的氧化鋁與水發(fā)生反應(yīng)生成Al2O3·H2O,從而填充了孔洞,使得表面耐腐蝕性明顯提升,腐蝕速率明顯降低。在電化學(xué)腐蝕試驗中,利用交流阻抗曲線以及Tafel曲線,可以看出稀土Ce和La使得氧化膜的容抗半徑變大、自腐蝕電流