AZ91D鎂合金微弧氧化-溶膠凝膠復(fù)合膜層制備及其耐蝕性.pdf

1、中南大學(xué)博士學(xué)位論文AZ91D鎂合金微弧氧化－溶膠凝膠復(fù)合膜層制備及其耐蝕性姓名：尚偉申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：電化學(xué)工程指導(dǎo)教師：陳白珍；石西昌20110305博士學(xué)位論文摘要層，形成復(fù)合膜層。通過掃描電鏡、能譜、x衍射、差熱熱重、紅外光譜、極化曲線、交流阻抗和循環(huán)陽極極化曲線等分析測試方法，優(yōu)化了溶膠制備工藝和溶膠凝膠層沉積工藝，系統(tǒng)研究了復(fù)合膜的形貌、組成、結(jié)構(gòu)等特征及其耐蝕性。結(jié)果表明，最佳溶膠制備工藝為：Si：Zr摩爾比為2：1

2、，水浴時間30聊切，水浴溫度50℃，pH值為3。最佳溶膠凝膠膜層沉積工藝為：采用凝膠化工藝處理，干燥溫度控制在80跬右，干燥時間1辦，固化溫度150℃，固化時間O5辦，浸涂次數(shù)3次。優(yōu)化工藝下所制備的復(fù)合膜為微晶與玻璃態(tài)的混合結(jié)構(gòu)，表面微觀缺陷較少，結(jié)合力和致密性都較好，具有較強的耐蝕性。研究了微弧氧化膜的生長過程，分析了處于不同生長階段氧化膜的形貌、成分和耐蝕性。首次采用Gaussian03分析軟件，計算了溶膠凝膠層吸附前后體系中的相

3、關(guān)鍵長、荷電狀態(tài)和結(jié)合能，從分子或原子水平上分析了復(fù)合膜層間的結(jié)合狀態(tài)。結(jié)果表明，處于不同生長階段氧化膜的結(jié)構(gòu)形貌與其耐蝕性具有對應(yīng)關(guān)系。溶膠凝膠膜在微弧氧化膜表面的吸附更加穩(wěn)定，復(fù)合膜的層間結(jié)合力較好，為在AZ91D鎂合金表面制備高性能的防腐蝕涂層提供了一定的理論依據(jù)。使用極化曲線與交流阻抗技術(shù)，深入研究了微弧氧化膜和復(fù)合膜在不同腐蝕介質(zhì)中的腐蝕擴展過程。并針對性的建立了不同的等效電路模型，對微弧氧化膜和復(fù)合膜在不同腐蝕介質(zhì)和不同腐蝕

4、時期的腐蝕行為進行了詳細的分析。結(jié)果表明，在35％氯化鈉溶液、35％硫酸鈉溶液和模擬海水溶液中，微弧氧化膜和復(fù)合膜表現(xiàn)出某些相似的腐蝕電化學(xué)行為，也出現(xiàn)一些不同的特征。在不同的腐蝕介質(zhì)以及不同的腐蝕時期，腐蝕控制過程會發(fā)生改變。最后，在鎂合金表面成功制備了有色復(fù)合膜層，并采用掃描電鏡、能譜、紅外光譜、極化曲線和循環(huán)陽極極化曲線等分析測試方法，探討了有色復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)形貌、耐腐蝕性能和耐蝕機理。結(jié)果表明，本文所制備的有色復(fù)合膜表面光滑，著色