鎂合金微弧氧化深色膜的制備及性能研究.pdf

1、鎂合金由于具有密度小、比強度大、比剛度大、抗噪減震、電磁屏蔽性好等一系列獨特的性能,在航空航天、電子、汽車等領(lǐng)域受到越來越廣泛的應(yīng)用。但是耐蝕性限制了其在一些領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，研究鎂合金腐蝕防護方法成為目前鎂合金研究的一個熱點問題。微弧氧化技術(shù)是一種在金屬表面原位生長陶瓷膜的先進成型技術(shù)，目前微弧氧化在鎂合金上多用于制備白色陶瓷膜。本文在AM50鎂合金基體上制備出微弧氧化深色陶瓷膜，同時研究了超聲波對微弧氧化膜層的影響。采用在電解液中添加

2、著色鹽的方法直接在鎂合金表面制備彩色微弧氧化膜。
　　 研究了不同電解液體系、不同著色鹽對微弧氧化膜外觀顏色的影響，確定了適合制備彩色氧化膜的電解液。通過正交試驗，優(yōu)化出制備彩色微弧氧化膜的較佳工藝條件：深綠色陶瓷膜的最佳工藝為偏鋁酸鈉13g/L、偏釩酸鈉2g/L、甘油3ml/L、電壓410V、時間30min；黑色陶瓷膜的最佳工藝配方為偏鋁酸鈉10g/L、酒石酸鉀鈉1g/L、硫酸銅1g/L、pH為11、時間20min；墨綠色陶瓷

3、膜的最佳工藝配方為硅酸鈉10g/L、氟化鉀10g/L、氫氧化鉀5g/L、硫酸銅1.5g/L、氨水20ml/L、時間7～10min，終止電壓245～270V。SEM 檢測表明深色微弧氧化膜均勻致密，放電孔徑減小。XRD測試結(jié)果得出深綠色陶瓷膜成分主要由VO2、V3O5和Mg3(VO4)2組成，黑色陶瓷膜成分主要由MgO、MgAl2O4和Cu3MgO4組成，墨綠色陶瓷膜成分主要由MgO、SiO2、Mg2SiO4、CuN6和CuSiO3·H2

4、O組成，其中釩、銅的氧化物是膜層顯色的主要原因。電化學測試和腐蝕試驗結(jié)果表明：深色微弧氧化膜的耐蝕性較好。
　　 采用化學轉(zhuǎn)化-微弧氧化相結(jié)合的方法制備出灰黑色和暗紅色化學轉(zhuǎn)化-微弧氧化膜。研究了化學轉(zhuǎn)化和微弧氧化過程對氧化膜顏色的影響，正交試驗優(yōu)化出化學轉(zhuǎn)化-微弧氧化法制備彩色膜層的較佳工藝：灰黑色氧化膜的化學轉(zhuǎn)化處理最佳工藝配方為鉬酸鈉230g/L、pH為3、溫度60℃、時間8min；暗紅色氧化膜的化學轉(zhuǎn)化處理工藝配方為高錳

5、酸鉀50g/L、磷酸二氫銨100g/L、溫度50℃、時間11min。微弧氧化工藝均為硅酸鈉10g/L，氫氧化鈉5g/L，微弧氧化處理時間為10～20min。SEM 檢測表明深色微弧氧化膜均勻致密，幾乎看不到明顯的放電孔徑。XRD 測試結(jié)果得出灰黑色陶瓷膜成分主要由SiO2、Mo9O26、MgSiO3和Mg2SiO4組成，暗紅色陶瓷膜成分主要由SiO2、MnO、MnP、MgSiO3和Mg2SiO4組成。電化學測試分析，深色微弧氧化膜的耐蝕