鋁合金表面稀土轉(zhuǎn)化膜的成膜機(jī)理及其性能改善研究.pdf

1、本文主要針對(duì)防銹鋁合金(3A21)表面稀土轉(zhuǎn)化膜的沉積過(guò)程，探討了電沉積和化學(xué)沉積轉(zhuǎn)化膜的成膜機(jī)理和膜層微裂紋的產(chǎn)生機(jī)制；并根據(jù)膜層的開(kāi)裂情況進(jìn)行了后處理工藝的研究，開(kāi)發(fā)了稀土轉(zhuǎn)化膜的磷酸鹽后處理工藝，并對(duì)后處理的原理進(jìn)行了研究；最后對(duì)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(guò)分析電沉積轉(zhuǎn)化膜沉積過(guò)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(shí)間的變化，

2、提出了電沉積過(guò)程的三步沉積成膜機(jī)理，指出轉(zhuǎn)化膜在沉積過(guò)程中首先會(huì)在試片表面形成一個(gè)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(shí)間的均勻加厚過(guò)程。在轉(zhuǎn)化膜沉積完成后，由于膜層的脫水會(huì)導(dǎo)致膜層開(kāi)裂，文章也分析了轉(zhuǎn)化膜表面裂紋源的形成及裂紋擴(kuò)展的機(jī)制。同時(shí)，對(duì)于化學(xué)沉積的轉(zhuǎn)化膜，通過(guò)分析膜層形貌組成隨沉積時(shí)間的變化，以及試片前處理工藝和輔助添加劑對(duì)成膜過(guò)程的影響，也提出了化

3、學(xué)沉積轉(zhuǎn)化膜的成膜機(jī)理。 采用正交試驗(yàn)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(guò)磷酸鹽后處理后，膜層的開(kāi)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(guò)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(kāi)裂。對(duì)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(kāi)裂性和耐蝕性能也獲得了很大的提高；另外還試驗(yàn)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(duì)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(shí)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(guò)程中的變化情況，通過(guò)采用紫外吸收的方法來(lái)測(cè)定溶液中Ce含量。并比較了在不補(bǔ)充組分和適時(shí)補(bǔ)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