交流电压对AZ91D镁合金阳极氧化膜层的影响

在由氨水、有机胺、na2sio3、na2b4o7和添加剂组成的电解液中,以恒电流方式对az91d镁合金进行阳极氧化处理,并研究了电解液各组分浓度对az91d镁合金阳极氧化膜层硬度的影响规律。结果表明,电解液各组分浓度对膜层硬度有不同程度的影响:有机胺具有抑制火花放电、提高膜层硬度和降低膜层粗糙度的作用;na2sio3是提高膜层硬度的主要成分;氨水、na2b4o7和添加剂对膜层硬度的影响较小。在该电解液体系下可以在镁合金表面沉积一层组织致密、显微硬度达400～500hv的氧化膜。

将阳极氧化与热扩散相结合对az91d镁合金表面进行低温渗铝处理,利用扫描电镜、光学显微镜和x射线衍射仪对所得膜层的形貌、相结构及耐腐蚀性能进行了研究,并对复合膜层改善镁合金基体耐腐蚀性能的过程进行了分析.研究表明,该复合膜层是由mgo和金属间化合物mg17al12以及被γ相(mg17al12)包裹住的α-mg晶粒共同组成;az91d镁合金表面的阳极氧化和热扩散渗铝复合膜层能显著提高镁合金基体材料的耐腐蚀性能.

研究了压铸镁合金az91的阳极氧化膜的工艺及其耐蚀性,探讨了镁合金表面阳极氧化膜的组织、相、成分及其耐蚀性。研究结果显示,压铸镁合金az91阳极氧化膜表面系氧化物的聚集,阳极氧化膜在3.5%nacl中的极化曲线与az91压铸镁合金的极化曲线对比,阳极氧化膜的极化曲线有明显的钝化区,但在极化区只呈锯齿状变化,耐蚀性较好。

阳极氧化是提高镁合金耐蚀性的一种有效方法,选择的电参数对氧化膜性能影响很大。介绍了电参数如频率、占空比、电流密度、终电压等的概念,推导了占空比与电流密度的关系,并综述了电参数对阳极氧化膜性能影响的研究进展。随着电子技术在氧化电源上的广泛应用,氧化设备的发展趋势为更加智能化以及频率越来越高。

研究了az91d镁合金材料在普通阳极氧化条件下,通过往碱性阳极氧化溶液中加入硅铝溶胶成分(含量为0%～5%),在60～70v的电压条件下进行交流阳极氧化处理,获得的膜层经过厚度测量和表面、断面微观形貌观察表明;溶胶成分在镁合金氧化成膜过程中,可以有效地提高镁合金表面的阳极氧化膜层厚度和膜层的致密程度。同时由于溶液中硅铝溶胶成分的作用,使得阳极氧化成膜速度出现阶段性快速增长和缓慢增长。而溶胶成分的加入对阳极氧化膜层的x射线衍射相结构的影响不大。

在100g.l-1硼酸盐,50g.l-1铝酸盐,30g.l-1氢氧化物,恒压50v,阳极氧化时间10min的阳极氧化工艺中,制备ad91镁合金阳极氧化膜。研究热水封孔前后阳极氧化膜层的微观结构及耐腐蚀性能。通过扫描电镜(sem)和极化曲线分别研究了ad91镁合金阳极氧化膜的表面形貌和耐蚀性。结果表明:封孔温度在70℃,时间为10min时,氧化膜层均匀、致密,孔径明显减小;此时阳极氧化膜的耐蚀性也达到了最好。从极化曲线可以看出,腐蚀电位ecorr为-0.582v,腐蚀电流密度icorr为4.586μa.cm-2,极化电阻rp为12926.1ohm.cm-2。

研究了脉冲频率对阳极氧化膜耐蚀性的影响。采用扫描电镜(sem)观察阳极氧化膜的微观形貌和厚度变化,采用动电位极化曲线测量方法和中性盐雾试验评价了氧化膜耐腐蚀性。结果表明,阳极氧化膜厚度随脉冲频率增大而增加,在1300hz以下时耐蚀性随频率增大而增加,1000hz时耐蚀性最好,当频率达到1300hz时氧化膜裂纹增多,耐蚀性下降。

为了提高环保型阳极氧化膜的耐蚀性,以氨基乙酸为添加剂,制取镁合金阳极氧化膜。用扫描电子显微镜(sem)和金相显微镜(om)观察阳极氧化膜的表面及截面形貌,采用极化曲线(tafel)和电化学交流阻抗谱(eis)等电化学方法,检测和评价了镁合金阳极氧化膜的耐蚀性。结果表明:随着氨基乙酸浓度的升高,阳极氧化膜表面趋于平整,孔洞变小,膜表面微观形貌更加连续致密;与不添加氨基乙酸所形成的氧化膜相比,添加了氨基乙酸形成的阳极氧化膜的自腐蚀电位正移,自腐蚀电流变小;当氨基乙酸加入量为7.5g/l时氧化膜的耐蚀性最优,自腐蚀电流密度为1.18×10-7a/cm2。

采用电压-时间曲线、全浸腐蚀实验、极化曲线法、x射线衍射法(xrd)、扫描电镜(sem)和能量色散谱仪(eds)等方法研究了az91d镁合金在含不同浓度氢氧化钠溶液中的阳极氧化行为和膜层的成分、结构。结果表明,在本研究给定工艺中,az91d镁合金的阳极氧化过程可分为三个阶段:电火花出现之前的致密层生成阶段,少量小电火花出现的多孔层生成阶段,出现较大电火花的多孔膜层稳定生长阶段。阳极氧化过程中,随着naoh浓度的升高,出现电火花的时间缩短,出现电火花的电压值降低,阳极氧化膜表面的颗粒变小、孔隙率减小,膜层厚度减小;阳极氧化膜的主要组成是mgo,并含有少量的mg3b2o6;naoh浓度对阳极氧化膜耐蚀性影响较大,当naoh浓度为40g/l时,膜层的耐蚀性能最好。

通过扫描电镜、盐水浸渍实验和动电位极化曲线,表征了在添加不同体积浓度的过氧化氢的碱性电解液中形成的az31镁合金阳极氧化膜的微观形貌和耐蚀性。研究结果表明:在其他条件相同的情况下,添加不同体积浓度的过氧化氢对氧化膜的表面形貌及耐蚀性存在影响。当过氧化氢的体积浓度为6ml/l时,制得的氧化膜耐蚀性最佳。添加过氧化氢提高了膜层的耐蚀性,但氧化膜耐蚀性的提高与过氧化氢的体积浓度不成正比。

采用koh-na2sio3-na2b4o7-na2co3环保型电解液体系,研究了电流密度对az31b镁合金阳极氧化过程、氧化膜微观形貌、膜层厚度、氧化膜耐蚀性等的影响。结果表明:在恒电流阳极氧化过程中,根据电压-时间曲线,阳极氧化过程可分为电压快速升高阶段、电压缓慢升高阶段、电压相对稳定阶段。随着电流密度的增大,电压-时间曲线的斜率增大,电压明显增大,点火时间缩短,但对击穿电压影响不大;随着电流密度的增加,膜层致密性、厚度、耐蚀性都呈先增大后减小的趋势。当电流密度为1.5a/dm2时,阳极氧化膜的致密性和耐蚀性最好。

采用edax、xrd、sem对阳极氧化膜的成分、结构和形貌进行研究,通过对三种变形镁合金阳极氧化试验的对比,找出合金元素al对阳极氧化各种指标的影响。

阳极氧化处理是提高镁合金耐腐蚀性能的有效方法。在阳极氧化工艺中,电解液组成对镁合金氧化膜的性能有着至关重要的影响。本文概述了近年来该领域内有关电解液组成的研究进展,期望为镁合金阳极氧化工艺研究提供参考。

回顾镁合金阳极氧化历史,介绍制备工艺、电解液组成及作用,同时对镁合金阳极氧化机理进行探讨。随着人类环保意识的增强,世界能源的紧缺和氧化设备的不断更新,认为电参数如频率、占空比、电压和电流密度对氧化膜性能的影响、阳极氧化电流效率的测定、氧化膜扩散规律的研究和环保型电解液的开发为未来镁合金阳极氧化研究的重点。

在碱性硅硼电解液体系中对az31镁合金进行电化学阳极氧化成膜处理,用扫描电镜观察氧化膜微观形貌,用电化学交流阻抗和tafel极化曲线测试表征阳极氧化膜的耐腐蚀性能。结果表明,在较小的电流密度下所得阳极氧化膜颗粒细密,但是短时间内氧化膜对镁合金基底覆盖不完整;在过高的电流密度下所得氧化膜会出现较多的孔洞。这两种结构形态均不利于提高阳极氧化膜的耐蚀性能。在20ma/cm2下处理10min所得的氧化膜具有完整的形态和最好的耐蚀性能。

以nh4h2po4、naf和naoh组成基础电解液,采用有机胺作为抑弧剂,对az91d镁合金高压阳极氧化过程进行了研究。结果表明:有机胺对镁合金的阳极氧化有着显著的抑弧效应,可使镁合金的阳极火花放电电压提高50～80v。在抑制阳极发生弧光放电的状态下,镁合金表面可以沉积一层致密、具有较高硬度和优良耐蚀性能的氧化膜层。分析了有机胺对氧化膜层性能和表面形貌的影响以及不同有机胺在镁合金阳极氧化过程中的抑弧能力,并初步探讨了有机胺在镁合金阳极氧化过程中的抑弧机理。

利用无铬阳极氧化技术在镁-锂合金表面生成了阳极氧化膜,通过扫描电镜、x射线衍射、极化曲线和电化学阻抗谱等测试技术对氧化膜进行了表面形貌、晶相组成和耐蚀性能的研究。讨论了在基本电解液里添加植酸对氧化膜性能的影响。研究结果表明:基本电解液中加入植酸后获得的氧化膜表面形貌没有得到很大改善,仍然存在孔洞;当植酸的质量浓度达到10.0g/l时,可得到表面光滑亮白、耐蚀性最好的阳极氧化膜。

1前言海水电池是储备电池,使用前于式储存。当海水一进人电池,电池建立起电压,同时外电路有电流,在规定时间内启动装置,按要求进行工作。镁合金阳极是非常活泼的,干式储存时,为防止大气条件下的腐蚀,现在一般使电极表面生成铬酸盐的化学转化膜来保护或经过处理后密封保存。因铬酸盐膜很薄,且有裂纹等缺陷,耐海洋性大气腐蚀能力很差。海洋性大气是湿度大并含有cl的盐雾,容易使电极发生孔蚀,故要求电极的保护

利用正交试验确定了阳极氧化电解液配方,通过比较铸造态和加工态az40镁合金金相组织、阳极氧化膜表面形貌、极化曲线,解释加工状态对az40镁合金阳极氧化耐蚀性的影响。结果表明,加工态镁合金的腐蚀速率为87.73202mg/(m2.h),铸造态镁合金的腐蚀速率为106.37mg/(m2.h)。由于加工态镁合金的合金元素参与阳极氧化,使膜层结合更致密,表面几乎没有裂纹,对基体更具有保护性。

研究了在电解液100g/lna2b4o7,50g/lnaalo2中,加入不同浓度柠檬酸钠对阳极氧化膜层微观结构及耐腐蚀性能的影响。通过sem和极化曲线分别研究了az31镁合金阳极氧化膜的表面形貌和耐蚀性。结果表明:当柠檬酸钠加入量为10g/l时,氧化膜层均匀、致密,孔径明显减小;从极化曲线可以看出,自腐蚀电位ecorr为-0.614v,自腐蚀电流密度icorr为17.09μa.cm-2,当电位在-0.478v~0.043v时,膜层发生钝化,当电位达到0.043v以后,发生了二次钝化,说明柠檬酸钠加入量为10g/l时,膜层在3.5%nacl溶液中出现钝化膜破裂后自修复的现象。

在既定的基础电解液和实验参数条件下,研究植酸、聚乙二醇和乙二醇等3种有机添加剂对镁合金阳极氧化膜耐蚀性能的影响。实验过程中分别采用扫描电镜、点滴实验和极化曲线对氧化膜的表面形貌和耐蚀性能进行测试。结果表明:当植酸的质量浓度为15.0g/l或聚乙二醇的质量浓度为0.8g/l时,氧化膜的耐蚀性能有较大提高;而乙二醇的加入不但没有改善镁合金阳极氧化膜的耐蚀性能,反而使其变得更差。

采用阳极氧化工艺对az91d镁合金进行表面处理,利用电化学阻抗谱(eis)方法研究az91d镁合金阳极氧化膜层在3.5%nacl溶液中的腐蚀过程。根据腐蚀过程阻抗谱的变化特点,分别采用r(rq)(rq)模型和r(q(r(rq)))模型的等效电路来拟合阳极氧化膜层在孔蚀诱导期和在孔蚀发展期的电化学阻抗谱图。结果表明:在孔蚀诱导期,随浸泡时间的延长,溶液电阻rsol和多孔层的电容yp有所增大,多孔层电阻rp和阻挡层电阻rb逐渐减小,弥散效应指数np值基本不变,而阻挡层的电容yb和弥散效应指数nb无明显的规律性;在孔蚀发展期,随浸泡时间的延长,溶液电阻rsol,弥散效应指数n1和蚀孔内的反应电阻r2逐渐减小,电容y1逐渐增大,而蚀孔内溶液电阻r1,蚀孔内阳极金属/介质界面的常相位角元件q2的电容y2及弥散效应指数n2无明显的规律性。