az91和zk60镁合金微弧氧化工艺及氧化膜膜层性能的研究

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1、硕十论文摘要本论文采用了一种环保型微弧氧化电解液对AZ91和ZK60镁合金微弧氧化工艺进行研究，这种环保型电解液的组分为氢氧化钠0．1mol／L(4．0g／L)，硅酸钠0．1mol／L(28．422g／L)，可以制得具有一定防护性能的微弧氧化膜，较为详细地研究了微弧氧化膜的腐蚀电化学行为，并且还研究了电解液组分的变化对微弧氧化工艺以及膜层性能的影响、对比了两种不同电解液体系下微弧氧化工艺以及所得到氧化膜的性能。本实验所采用的微弧氧化为恒电流阳极氧化技术，通过改变氧化时间、电解液温度等工艺参数，分别对AZ91和ZK60镁合

2、金进行微弧氧化制备得到不同性能的氧化膜。利用电化学方法(电化学阻抗谱、恒电位阳极极化时间．电流曲线和极化曲线)对制备得的微弧氧化膜的耐蚀性进行检测，同时研究了氧化时间、电解液温度等参数对镁合金微弧氧化所成膜性能的影响。实验结果表明，AZ91镁合金在电流密度20mA．cm。2条件下，氧化时间30min、电解液温度10℃时，所得到的微弧氧化膜的耐蚀性能最好；ZK60镁合金在电流密度20mA．em五条件下，氧化时间30min、电解液温度15℃时，所得到的微弧氧化膜的耐蚀性能最好。采用SEM、XRD和EDS研究了AZ91镁合金和

3、ZK60镁合金在硅酸钠体系中得到的氧化膜的微观结构和成分。发现镁合金的微弧氧化膜层呈疏松的多孔、层状堆积结构。膜层的相组成为：AZ91镁合金，M90．976A10．024、Mgl7All2和M92Si04：ZK60镁合金，MgO和M92Si04。使用测厚仪测量了氧化膜随处理时间延长时膜厚的变化，结果可以得到一个耐蚀性最好的膜厚。利用电化学方法(电化学阻抗谱、恒电位阳极极化时间．电流曲线和动电位扫描极化曲线)、SEM、XRD和EDS研究了微弧氧化电解液组分的变化对微弧氧化所成膜的性能的影响。结果表明，随着电解液中NaOH浓

4、度降低，微弧氧化膜耐蚀性逐渐增强，NaOH的最佳浓度值为0．1mol／L；而随着Na2Si03浓度增加，微弧氧化膜的厚度逐渐增大，氧化膜的耐蚀较好，Na2Si03浓度的最佳值为1．0mol／L。本论文还对比了ZK60镁合金分别在硅酸钠体系和铝酸钠体系中微弧氧化工艺过程以及所成膜的耐蚀性能。结果表明，硅酸钠体系的槽电压要比铝酸钠体系的槽电压高约100V。电化学测试结果表明，在硅酸钠体系中得到的氧化膜耐蚀性能更好。关键词：镁合金；微弧氧化；电化学阻抗谱；恒电位阳极极化时间．电流曲线；极化曲线ⅡAZ91和ZK60镁合金微弧氧化

5、工艺及氧化膜膜层性能的研究AbstractAmicro-arcoxidationprocessforAZ91andZK60magnesiumalloysbasedonallenvironmentallyfriendlyalkalineelectrolyteofO．1mol／LNaOH+O．1mol／LNa2Si03．9H20hasbeenstudiedinthispaper．Themicro-arcoxidationprocesscallformanodizedfilmwithgoodprotectiveproperti

6、esonmagnesiumalloys．Simultaneously,theelectrochemicalcorrosionbehaviorsofmicro·arCanodizedfilmsandtheeffectsofvarietyofelectrolytesconcentrationonmicro-arcprocessandcorrosionresistanceofanodizedfilmswerealsoinvestigated．Finally,thedifferencesofmicro-arCprocessand

7、propertiesofanodizedfilmsbetweentwodifferentelectrolytesystemswerepresent．Themicro—arcoxidationprocesswascarriedoutusingconstantcurrentmode，differentanodizedfilmswereformedonAZ91andZK60magnesiumalloysbychangingtheprocessingparameterssuchasprocessingtimeandelectro

8、lytetemperature．Thepropertiesofmicro-arcanodizedfilmswereevaluatedbyelectrochemicalimpedancespectroscopy(EIS)，amperometrici-tcurvesandpotentiodynamicpolarizati