金屬型AZ91D鎂合金微弧氧化著色膜制備和性能的研究.pdf

1、鎂合金具有密度低、比強(qiáng)度大、能量衰減系數(shù)大、優(yōu)良的電磁屏蔽特性以及輔助散熱功能等性能，已成為有色金屬材料中最具有開發(fā)和應(yīng)用前景的金屬結(jié)構(gòu)材料之一，但是鎂合金耐腐蝕性差的弱點(diǎn)嚴(yán)重影響著鎂合金的廣泛應(yīng)用，因此對(duì)鎂合金進(jìn)行表面改性具有明確的應(yīng)用背景和實(shí)際意義。本論文提出的微弧氧化著色技術(shù)，意圖在制取鎂合金表面防護(hù)膜的同時(shí)，也能獲得良好的裝飾性，實(shí)現(xiàn)鎂合金微弧著色膜顏色的多樣化。 本文首先研究了，在以硅酸鹽體系為基礎(chǔ)溶液添加KMnO4和

2、絡(luò)合劑的溶液中，在鎂合金表面制備微弧氧化著色膜的工藝條件，包括電流密度、反應(yīng)時(shí)間、溶液濃度、著色鹽和絡(luò)合劑配比對(duì)微弧氧化著色膜的影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn)找出了能制得性能優(yōu)異膜層的條件。并借助SEM,XRD等方法，觀察了陶瓷層的形貌、結(jié)構(gòu)，并測(cè)定了陶瓷層的相組成．對(duì)不同實(shí)驗(yàn)條件下制備的陶瓷膜的厚度、耐腐蝕性等性能進(jìn)行了測(cè)試分析。結(jié)果表明，經(jīng)電子探針檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)顯色的元素主要是Mn元素，而經(jīng)過(guò)XRD檢測(cè)可以進(jìn)一步確認(rèn)顯色的物相主要是Mn2O3；考察溶液

3、濃度、反應(yīng)時(shí)間、電流密度三個(gè)參數(shù)對(duì)顏色的影響，發(fā)現(xiàn)溶液濃度對(duì)顏色的改變影響最大。著色鹽濃度過(guò)高或過(guò)低對(duì)膜層顏色和表面質(zhì)量都不好，因此選用中等濃度組溶液為宜。保持相同電流密度和溶液濃度，隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)，試樣的厚度在增大；而在相同著色鹽濃度、相同處理時(shí)間條件下，電流密度大的試樣膜層厚度的增長(zhǎng)趨勢(shì)要大于電流密度小的試樣。 其次，在電解著色的過(guò)程中，將在添加KMnO4的電解液中進(jìn)行微弧氧化著色過(guò)的試樣，放置在硫酸鎳溶液中，通過(guò)改變反應(yīng)

4、時(shí)間和改變電解液濃度，觀察膜層相組成、形貌、厚度等的變化。試樣在處理的過(guò)程中由于放置于陰極，對(duì)于膜層起到了加載負(fù)脈沖的作用，因此會(huì)使膜層有消融的現(xiàn)象：在電解液中也不宜處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，否則容易導(dǎo)致表面部分氧化膜脫落；在電解著色的過(guò)程中，延長(zhǎng)電解時(shí)間或者提高硫酸鎳含量，都會(huì)使膜層里鎳的含量提高。經(jīng)過(guò)電解著色的試樣耐蝕性有所提高。 最后，將在硅酸鹽基礎(chǔ)電解液進(jìn)行微弧氧化的試樣放置在硫酸鎳溶液中，通過(guò)改變反應(yīng)時(shí)間和改變電解液濃度，觀察膜層