镁合金微弧氧化工艺参数及其成膜过程的研究

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1、硕十学位论文摘要微弧氧化技术是一项从传统阳极氧化基础上发展起来的技术。本课题以AZ91D镁合金为基体材料，对微弧氧化硅酸盐电解液配方及其相适宜的工艺参数进行了系统的实验和研究；运用能谱分析(EDS)分析方法，对微弧氧化陶瓷层．的化学组分进行了分析，分析了电解液组分欧及工艺参数对镁合金试样的起弧电压、陶瓷层厚度、陶瓷层表面形貌、陶瓷层主要元素分布的影响；讨论了电解液以及工艺参数对陶瓷层的生长过程的影响机理。实验得到AZ91D镁合金微弧氧化电解液最优配方及与之相适宜的工艺参数为：Na2Si03139／L，Na0H129／L，l江49／L，

2、脉冲频率700Hz。在上述条件下微弧氧化10min可获得性能良好的陶瓷层。．1电解液的组成影响电解液的电导率，从而影响微弧氧化过程中镁合金试样的起弧电压，导致陶瓷层的生长速度发生变化。脉冲频率的变化会影响陶瓷层的表面质量。初始阶段，陶瓷层的生长速度随时间的增长速度较快，但是氧化时间达到一定程度后，陶瓷层的生长速度变缓。对陶瓷层的分析表明，镁合金微弧氧化陶瓷层主要由Mg、灿、Si、O组成，有尖晶石MgAl204、M92Si04、MgO等氧化物，也存在少量Si02和Mg(微弧氧化反应)。膜的外层为尖晶石型的Mg、～硅氧化合物与Si02(具

3、有耐酸碱腐蚀特性)等组成的非晶相物质，使得膜层具有坚硬、耐磨、耐腐蚀的特点，而膜的内层为含有少量硅的Mg、越复合氧化物，与基体结合牢固，有良好的韧性。陶瓷层大致分为致密层和疏松层，致密层与镁合金基体以及致密层与疏松层之间的没有明显界线存在；陶瓷层的致密性、附着性、完整性与保护性良好；微弧氧化陶瓷层能够显著提高镁合金基体的耐磨性。分析了微弧氧化的热力学和动力学过程，建立了镁合金工艺参数对膜层厚度生长影响的模型。关键词：镁合金；微弧氧化；耐蚀性；工艺参数：生长机理镁合金微弧氧化工艺参数及其成膜机理的研究AbstraCtMicro-ArcO

4、xidationisanewsurfacetreatmcnttechnique，deVelopedfromanodicoxida“on．Inthispaper，asilicateeIectroIytesystemconlponentsanditscorrespondingproPessparametersforthcMicro—ArcOxidationtechni．queonmagnesiumalIoyAz91Dwasstudied．TheireffectsonthesparkingVoltage、thickness、surfAcem

5、orphologies、compositionandph弱econstitutionoftheceramiccoatingwereinVestigatedbymeansofEnergyDispefsiVeSpectrometer(EDS)．Furthermore，theirinfluencestotheceramiccoatingformationcourseandmechanicswerediscussed．An0ptimizedsilicateelectfolytcsystemcompoundsanditscorrespondin

6、gprocessparameters，whichcouldfastprepareahighqualityceramiccoatingonthemagnesiumalloyAZ91Dwereobtainedasfollows：Na2Si03139／LNa0H129／L'KF49，L，impulsefrcqucncy700Hz，oxidizationtime10min．ThecxperimentfesultshaVeshownthat，theelectrolytecomponentaa．ectsitsconductance，whichca

7、usesVarietyofthecoatingsbreakdownV0ltage，andcausesthcchangeofceramiccoatinggrowthratc．Theimpulsefrequencyaffectstheceramiccoatingsurf矗cequality．The0xidationtimcisrelatedtoincfeasingcoatingsthickness，improVingthehomogeneoussimultaneity．Experimentrcsultsshowthattheceramic

8、coatingonthcmagnesiumalloyismainlycomposeofMg舢204phase，M92Si04phaseandMgOphase，whichmasspercentsareinnuencedby