阳极氧化对船用铝合金耐蚀性的影响

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1、阳极氧化对船用铝合金耐蚀性的影响杨志成，孑L小东(海军工程大学理学院化学与材料系，湖北武汉430033)[摘要]阳极极化和交流阻抗技术是研究耐蚀性能的有效方法，本文利用这两项技术研究了在不同电解液中阳极氧化后的AI．Mn．Mg合金在人造海水中的耐蚀性能。阳极极化试验显示AI．Mn．Mg合金经过阳极氧化以后，在相同极化电位下。极化电流明显减小；交流阻抗试验显示AI．Mn．Mg合金经过阳极氧化以后，阻抗值提高了，可见，AI．Mn．Mg合金经过阳极氧化处理以后，提高了其耐蚀性。此外，两项试验都表明阳极氧化时间不可太长，否则，在不同电解液中阳极氧化的A1．Mn．

2、Mg合金在人造海水中的耐蚀性的差异会减小。[关键词]铝合金；阳极氧化；耐蚀性0前言铝合金材料具有质量轻、强度高等优点，使其成为航空业、造船业等国民经济部门所使用的不可缺少的材料，尤其是在造船业中得到大最应用Il。】，但是在海洋环境中，铝合金由于发生腐蚀而遭受破坏[41，必然影响船舶的安全性和使用寿命，甚至造成重大事故，因此展开对船用铝合金材料的腐蚀与防护研究具有重要意义。在众多的防护措施中，采用阳极氧化技术提高船用铝合金的耐蚀性是比较有效的手段，而且开展阳极氧化对AI．Mil．Mg合金耐蚀性影响的相关报道也比较少。本文就针对目前海洋环境中使用的A1．Mn

3、．Mg合金，采用阳极极化及交流阻抗技术初步讨论阳极氧化对AI．Mn．Mg合金耐蚀性的影响。l试验材料与方法1．1试验材料试验材料选用AI．Mn—Mg合金，其主要成分见表l。表l试验用AI．Mn—Mg合金的主要成分(％)Table1ThemaincompositionofA!-·Mn··Mgalloy1．2试样制备AI—Mn-Mg合金阳极氧化的工艺流程如下：制备试样(切割；环氧树脂封样)一打磨(水砂纸打磨到1500#)一有机脱脂(丙酮中浸泡2min)一水洗一化学除油(509／INaOH；常温；时间，3-5min)一水洗一出光(2009lIHN03；2min

4、；常温)一水洗一阳极氧化(阳极氧化电解液配方见表2；阳极氧化装置示意图见图l；电流密度：2A／dm2；温度：20．22"(2：阴极：不锈钢板；磁搅拌。)一水沈一封闭(沸水封闭)一水洗一冷风吹干。一36—阳极氧化对船用铝合金耐蚀性的影响表2阳极氧化的电解液组成Table2Thecompositionofelectrolyteforanodicoxidation阳极氧化电解液组成电解液l硫酸：150#1；草酸：109／I；铝离子：5∥l电解液2硫酸：150#1；草酸：8酬；乳酸：5酬；丙三醇：39／l；硫酸镍：10朗电解液3硫酸：150#1；稀土盐：Ce4+

5、2#1+La6+0．5∥l；铝离子：1∥l；草酸：10g／l电解液4硫酸：150∥l：稀土盐：Ce4+3∥l：H202：2．7∥l磁搅图l阳极氧化装置示意图Fig1Thesketchdrawingofdeviceforanodicoxidation1．3试验仪器与测试方法阳极极化试验采用三电极体系，参比电极为饱和甘汞电极，辅助电极为铂电极。测试仪器为Model283恒电位仪，扫描速度为1mV／s，试验介质为人造海水。交流阻抗试验采用三电极体系，参比电极为饱和甘汞电极，辅助电极为铂电极。利用电化学综合测试系统测定阳极氧化后的AI．Mn．Mg合金在人造海水中

6、、开路电位下的电化学阻抗谱(EIS)，频率范围为0．05Hz．20kHz。2试验结果及分析2．1阳极极化试验结果及分析图2是A1．Mn．Mg合金分别在四种电解液中，经过阳极氧化以后，在人造海水中的阳极极化曲线。1E,O'B●1E．r7tE．etE-516-4·o—I^^h嘞●0州'E{’1wIE'61E．6'B4●e3bg(蛳～吣b‘1吣图2阳极氧化后的AI-Mn．Mg合金在人造海水的极化曲线(a)阳极氧化30min；(b)阳极氧化lh一37一口3s—^，u阳极氧化对船用铝合金耐蚀性的影响从图2可以看出，尽管电解液不同，但是A1．Mn．Mg合金经过阳极氧

7、化以后，在相同极化电位下，极化电流明显较未阳极氧化的小很多，从图中还可以看出自腐蚀电位也有明显提高，这些都表明耐蚀性能得到了很大的提高。又有经不同的电解液的阳极氧化，极化电流减小的程度也有很大的差别，从图2(a)比较可得极化电流减小程度的顺序依次为：阳极氧化3>阳极氧化4>阳极氧化l>阳极氧化2，即是说明耐蚀性提高程度有差异，耐蚀性提高程度的顺序即为：阳极氧化3>阳极氧化4>阳极氧化l>阳极氧化2。这显然与阳极氧化电解液的成分有关，在电解液2中硫酸镍的加入并没有产生作用，相反使阳极氧化作用减弱了。然而稀土离子的加入却极大地有助于阳极氧化作用，据研究稀土离

8、子的作用是改变膜的结构，影响膜的均匀性。在电解液3中，同时加入两种稀土离子，产生