鋁合金硼酸―硫酸陽極氧化膜結(jié)構(gòu)及耐蝕性研究.pdf

1、硼酸―硫酸陽極氧化膜具有優(yōu)良的耐蝕性，克服了普通硫酸陽極氧化膜疲勞性能差的缺點(diǎn)，且對(duì)環(huán)境污染較小，因此具有廣泛的應(yīng)用前景。本文優(yōu)化了新研制的2×××、7×××鋁合金的硼酸―硫酸陽極氧化工藝；通過SEM、AFM、掃描Kelvin探針技術(shù)及交流阻抗譜，研究了硼酸對(duì)氧化膜結(jié)構(gòu)及耐蝕性的影響；針對(duì)硼酸―硫酸陽極氧化膜，探索了一種的綠色鈰鹽轉(zhuǎn)化封閉工藝，結(jié)果表明：
　　在24~26℃的50 g/L H2SO4+8g/L H3BO3電解液中，

2、2×××鋁合金采用15~18V、7×××鋁合金采用15V電壓氧化25min可獲得3~4μm厚的陽極氧化膜。該膜層與涂層結(jié)合力可達(dá)0極，經(jīng)稀鉻酸封閉后可通過504h的中性鹽霧試驗(yàn)；其微觀結(jié)構(gòu)與典型的硫酸陽極氧化膜類似，為多孔型氧化膜，只是孔徑較小，孔狀結(jié)構(gòu)不明顯；該膜層主要由Al、O、S組成，但O的含量遠(yuǎn)高于Al2O3計(jì)量比的含量，據(jù)此推測(cè)膜層中除Al2O3外，可能存在一定量的水合Al2O3。
　　在硼酸―硫酸陽極氧化體系中，硫酸含

3、量對(duì)膜重和耐蝕性影響最大，而硼酸主要影響氧化膜多孔層的結(jié)構(gòu)形式。硼酸有助于降低電解液對(duì)氧化膜的溶解性，改善膜層外觀和多孔層結(jié)構(gòu)，使膜層變得更加均勻致密、孔徑更小，表現(xiàn)為多孔層電阻Rp增大、電容CPEp減小，表面勢(shì)正移，電子逸出所需的功增大；但電解液中硼酸含量過高，又會(huì)使膜層的孔徑變大、阻抗變小、表面勢(shì)降低。在該氧化過程中，調(diào)整氧化電壓或電解液溫度都會(huì)引起氧化電流密度和電解液溶解性的變化，從而影響氧化行為和膜層性能；硼酸―硫酸陽極氧化膜的

4、膜重基本上是由電流密度和時(shí)間決定的，即只與通電量有關(guān)。
　　采用交流阻抗譜技術(shù)研究了鈰鹽轉(zhuǎn)化封閉參數(shù)對(duì)氧化膜耐蝕性的影響，并優(yōu)化了該封閉工藝，結(jié)果發(fā)現(xiàn)將硼酸―硫酸陽極氧化試樣浸入30℃的鈰鹽轉(zhuǎn)化液（5 g/L Ce(NO3)3+5 ml/L H2O2）中處理30min后，其多孔層電阻大幅增加，耐蝕性明顯改善，其封閉效果明顯好于沸水封閉，可與稀鉻酸封閉相媲美。EDS結(jié)果分析表明，鈰鹽轉(zhuǎn)化封閉后硼酸―硫酸陽極氧化膜的外表面形成了一層完