鋁合金表面稀土轉(zhuǎn)化膜的成膜機理及其性能改善研究.pdf

1、本文主要針對防銹鋁合金(3A21)表面稀土轉(zhuǎn)化膜的沉積過程，探討了電沉積和化學(xué)沉積轉(zhuǎn)化膜的成膜機理和膜層微裂紋的產(chǎn)生機制；并根據(jù)膜層的開裂情況進(jìn)行了后處理工藝的研究，開發(fā)了稀土轉(zhuǎn)化膜的磷酸鹽后處理工藝，并對后處理的原理進(jìn)行了研究；最后對電沉積轉(zhuǎn)化溶液的有效利用進(jìn)行了初步的研究，分析了轉(zhuǎn)化溶液重復(fù)利用的可行性。 通過分析電沉積轉(zhuǎn)化膜沉積過程中試片的陰極電壓、陰極極化電位、膜層單位面積質(zhì)量、膜層表面微觀形貌和成分隨著沉積時間的變化，

2、提出了電沉積過程的三步沉積成膜機理，指出轉(zhuǎn)化膜在沉積過程中首先會在試片表面形成一個鋁的氧化膜，然后稀土化合物在試片表面的微觀陰極區(qū)優(yōu)先沉積，并向周圍延伸直至完全覆蓋試片表面，最后是轉(zhuǎn)化膜隨著沉積時間的均勻加厚過程。在轉(zhuǎn)化膜沉積完成后，由于膜層的脫水會導(dǎo)致膜層開裂，文章也分析了轉(zhuǎn)化膜表面裂紋源的形成及裂紋擴展的機制。同時，對于化學(xué)沉積的轉(zhuǎn)化膜，通過分析膜層形貌組成隨沉積時間的變化，以及試片前處理工藝和輔助添加劑對成膜過程的影響，也提出了化

3、學(xué)沉積轉(zhuǎn)化膜的成膜機理。 采用正交試驗優(yōu)化了電沉積稀土轉(zhuǎn)化膜的磷酸鹽后處理工藝，結(jié)果表明，電沉積稀土轉(zhuǎn)化膜在經(jīng)過磷酸鹽后處理后，膜層的開裂得到了有效地抑制，其耐蝕性能也獲得了顯著的提高，XPS分析發(fā)現(xiàn)膜層在后處理過程中脫除了大量的可揮發(fā)結(jié)晶水，從而減少了膜層的開裂。對化學(xué)沉積轉(zhuǎn)化膜也采用了類似的磷酸鹽后處理工藝，結(jié)果轉(zhuǎn)化膜的抗開裂性和耐蝕性能也獲得了很大的提高；另外還試驗了電沉積轉(zhuǎn)化膜和化學(xué)沉積轉(zhuǎn)化膜的多次沉積成膜處理、波美層工

4、藝、醋酸鎳后處理工藝、低溫氟化鎳處理工藝和溶膠-凝膠膜處理工藝，結(jié)果顯示醋酸鎳后處理和低溫氟化鎳處理對膜層的耐腐蝕性能有很大提高，波美層工藝也能在一定程度上提高膜層的耐蝕性，而多次沉積成膜處理和溶膠．凝膠膜處理則效果不理想。 為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)化溶液的充分利用，文章還研究了電沉積轉(zhuǎn)化溶液中的組分在沉積過程中的變化情況，通過采用紫外吸收的方法來測定溶液中Ce含量。并比較了在不補充組分和適時補充組分的情況下，在電沉積轉(zhuǎn)化溶液中進(jìn)行連續(xù)沉積所