纯铝微弧氧化涂层生长机理及耐蚀性研究

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1、中图分类号：TG174.453学校代码：10216UDC：621.7密级：公开工学硕士学位论文纯铝微弧氧化涂层生长机理及耐蚀性研究硕士研究生：刘晨导师：沈德久教授申请学位：工学硕士学科专业：材料学所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2015年12月授予学位单位：燕山大学ADissertationinMaterialsScienceANINVESTIGATIONOFTHEPLASMAELECTROLETICOXIDATIONCOATINGGROWTHANDCORROSIONMECHANISMSbyLi

2、uChenSupervisor:professorShenDejiuYanshanUniversity2015.12燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《高温氧化预处理及升压速率对铝合金微弧氧化的影响》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学

3、位论文使用授权书《高温氧化预处理及升压速率对铝合金微弧氧化的影响》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作

4、者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要本文以AA1060纯铝为基体材料，利用自制的WH-1A型微弧氧化设备对试样进行表面陶瓷化处理，并利用自主开发的电化学方法将涂层从纯铝基体上剥离，研究了：①AA1060纯铝微弧氧化涂层放电及生长机理，尤其涂层与基体界面处的放电现象及涂层向内生长的方式；②AA1060纯铝微弧氧化涂层在3.5wt.%NaCl水溶液中的腐蚀行为。研究结果表明：微弧氧化涂层与基体界面处存在着一层厚度约为1μm的薄层，这一薄层的厚度不随着微弧氧化处理时间的增长而增厚。这一薄层是由

5、连续的小球状凸起构成的，这种小球状凸起尺寸均匀，直径均为0.7μm左右，且这些小球的尺寸也不随处理时间的延长而变化。微弧氧化过程中涂层与基体界面处存在着一种反复的击穿放电，这种放电不断消耗基体，促使涂层的向内生长。在硅酸盐电解液中生长的涂层主要物相为氧化铝，而在N15电解液中生长的涂层主要物相为非晶相与莫来石。这种物相上的差别造成了涂层厚度、结构、元素分布和生长机理上的差别。经过在3.5wt.%NaCl水溶液中浸泡720小时后，微弧氧化涂层与基体界面层被严重破坏并出现破洞。硅酸盐电解液制备的涂层的腐蚀

6、是沿着涂层与基体界面的，而N15电解液制备的涂层的腐蚀则是深入基体而在基体表面面积较小。N15电解液制备的涂层的阻抗高于硅酸盐电解液制备的涂层，这是由于在相同的厚度下，N15电解液制备的涂层内部空腔个体较小且结构复杂，而硅酸盐电解液制备的涂层内部的空腔个体较大且结构简单。两种涂层在被腐蚀的过程中，由于涂层内部存在着孔洞，这些孔洞在腐蚀初期会造成其孔洞内部的液体与外界流通不畅而酸化，从而腐蚀孔洞底部的界面薄层。而在腐蚀后期涂层内部的孔洞又会聚集腐蚀产物封堵涂层孔洞，从而造成涂层的阻抗增加。关键词：AA1

7、060纯铝；微弧氧化；生长机理；耐蚀性I燕山大学工学硕士学位论文AbstractPlasmaelectrolyticoxidation(PEO)treatmentwasperformedonAA1060purealuminiumusingtheself-designedWH-1APEOpowersupply.ThePEOcoatingsweredetachedfromthesubstratebyaself-developedelectrochemicalmethod.Twomainaspectswer

8、einvestigatedasfollows:①ThedischargeandcoatinggrowthmechanismofthePEOprocessonAA1060purealuminium,especiallythedischargemechanismatthecoating/substrateinterfacialregionandthecoatinginwardgrowthmechanism;②Thecorrosionbehaviorofthe