AZ31鎂合金陽極氧化工藝的研究.pdf

1、本文開發(fā)了一種環(huán)保型AZ31鎂合金陽極氧化電解質(zhì)溶液配方及其工藝。該配方不含鉻、氟等對人類健康有毒有害的組分，卻能顯著提高AZ31鎂合金以耐蝕性為主的表面綜合防護性能。借助恒電流陽極氧化技術及動電位掃描極化曲線技術對不同電解質(zhì)溶液成膜效果進行快速評價，經(jīng)過篩選實驗和正交實驗，確定了AZ31鎂合金陽極氧化電解質(zhì)溶液的有效組分及其優(yōu)化配方。電化學極化曲線測試研究結(jié)果表明，該工藝能顯著提高鎂合金AZ31的腐蝕防護性能。不同電解質(zhì)溶液組分及其濃

2、度對陽極氧化膜組成、結(jié)構(gòu)和厚度等造成不同的影響。 在此基礎之上，文章對各種因素對AZ31鎂陽極氧化成膜過程及膜層性能的影響展開較為系統(tǒng)的研究。除電解質(zhì)溶液配方之外，AZ31鎂合金陽極氧化成膜效果還受施加電流密度大小、處理時間、溶液溫度以及前、后處理工序等多種因素的影響。研究表明：在恒電流條件下，AZ31鎂合金陽極膜的生長速率隨著所施加的電流密度以及處理時間增大而增加，膜層厚度也隨處理時間和施加電流密度的增加而增厚。當成膜電解質(zhì)溶

3、液相同時，膜層耐蝕性能主要由其厚度決定，膜層越厚，其對基體金屬的腐蝕防護能力越強。升高溫度對陽極氧化膜的生長不利。陽極氧化過程中槽電壓行為主要受膜層厚度及其組成、結(jié)構(gòu)等的影響。 本文對陽極氧化膜成膜過程和腐蝕防護機理也進行了探討。掃描電鏡(SEM)觀察結(jié)合陽極氧化成膜現(xiàn)象分析表明，鎂陽極氧化過程初始階段總是在鎂合金表面不同區(qū)域進行，多孔陽極氧化膜在橫向不斷加大對基體金屬的覆蓋率，在縱向不斷互相重疊增加其膜層厚度。能譜(EDS)和

4、X射線衍射(XRD)研究表明，電解質(zhì)溶液和合金基體都參與了成膜過程。 動電位掃描極化曲線技術表明，本研究中，經(jīng)過陽極氧化處理的AZ31鎂合金自腐蝕電流密度(icorr)大致減小為未經(jīng)氧化處理的試樣的1/90，擊穿電壓(△E)顯著增大了1000mV左右。EIS研究結(jié)果表明，AZ31鎂合金空白試樣在浸泡的初始階段就發(fā)生了點蝕，而AZ31鎂合金陽極氧化膜試樣在浸泡的初級階段沒有發(fā)生點蝕，這是由于陽極氧化膜的保護作用。隨著浸泡時間的延長