雙羥基金屬氧化物前驅(qū)體法引入合金元素制備鋁復(fù)合陽(yáng)極氧化膜及其性能研究.pdf

1、鋁及其合金因?yàn)榫哂忻芏刃?、比?qiáng)度大、易成型以及優(yōu)良的表面裝飾性能等特點(diǎn)，在建筑、裝飾、航空以及日常生活等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。復(fù)合陽(yáng)極氧化處理能大大提高鋁及其合金的耐蝕性能，但于鋁復(fù)合陽(yáng)極氧化膜的電化學(xué)性能及合金元素對(duì)于氧化膜的影響有待于進(jìn)一步的研究。 本論文針對(duì)高純鋁Al-05和工業(yè)純鋁L3，研究了在以硫酸為主的氧化液中陽(yáng)極氧化電流密度和氧化時(shí)間對(duì)氧化膜性能的影響，結(jié)果表明氧化膜其主要組成是非晶態(tài)的氧化鋁；氧化膜隨氧化電流密度

2、或氧化時(shí)間)的增加而增厚，并且在高的氧化電流密度(或長(zhǎng)的氧時(shí)間)下，膜中缺陷增加，甚至產(chǎn)生了明顯的裂紋；膜的表面顏色淺變深；氧化膜表面的顯微維氏硬度隨氧化時(shí)間延長(zhǎng)而升高，隨氧化電流密度增加存在一個(gè)最大值；氧化膜的耐蝕性隨氧化電流密度增(或氧化時(shí)間延長(zhǎng))存在一個(gè)最大值；相同氧化條件下，L3氧化較薄，且耐蝕性相對(duì)較差。并得到了在硫酸氧化液中(98﹪硫酸200/L+丙三醇15g/L+草酸20g/L)，Al-05和L3相對(duì)優(yōu)化的氧化工藝：氧化電

3、流1.5A/dm2，20℃，氧化時(shí)間40分鐘。 研究了通過(guò)在鋁表面形成雙羥基金屬氧化物的方法引入Li、Ni、Mg后陽(yáng)極氧化制備的Al-Li、Al-Ni、Al-Mg復(fù)合陽(yáng)極氧化膜的性能。利用X射線光電子能譜(XPS)和能量彌散X射線分析(EDXA)研究了復(fù)合陽(yáng)極氧化膜表面和截面元素含量，X射線衍射(XRD)研究了復(fù)合氧化膜的晶態(tài)，掃描電子顯微鏡(SEM)觀察了復(fù)合氧化膜截面形貌，原子力顯微鏡(AFM)觀察復(fù)合氧化膜多孔層形貌。利用

4、動(dòng)電位極化研究了復(fù)合陽(yáng)極氧化膜的腐蝕行為。結(jié)果表明雙羥基金屬氧化物前驅(qū)體法可以引入足量的合金元素，在陽(yáng)極氧化后，可以形成復(fù)合陽(yáng)極氧化膜；鋁復(fù)合陽(yáng)極氧化膜的晶態(tài)沒(méi)有因?yàn)楹辖鹪氐囊攵淖?，仍然是非晶態(tài)；Li、Ni合金元素的引入使得陽(yáng)極氧化膜的生長(zhǎng)更加整齊、致密，同時(shí)降低了陽(yáng)極氧化膜表面的孔隙率；極化曲線檢測(cè)表明，Li、Ni合金元素的引入使得復(fù)合金屬陽(yáng)極氧化膜在中性(pH=7)、堿性(pH=11)和酸性(pH=3)1MNaCl溶液中，陽(yáng)極

5、極化電流密度明顯下降，耐蝕性明顯提高，Mg的引入使得Al-Mg復(fù)合陽(yáng)極氧化膜在中性(pH=7)1mol/LNaCl溶液中，陽(yáng)極極化電流密度明顯上升，耐蝕性明顯降低；交流阻抗檢測(cè)顯示復(fù)合陽(yáng)極氧化膜比沒(méi)有引入Li、Ni合金元素的陽(yáng)極氧化膜具有更高的阻抗值，低的容抗值，少量的Mg引入陽(yáng)極氧化膜的阻擋層中，可以改善阻擋層的結(jié)構(gòu)，使它的阻抗值上升，但是隨著膜中Mg含量的增加，阻抗值不斷下降。 通過(guò)復(fù)合陽(yáng)極氧化膜的Mott-Schottky