纯铝在钨酸钠电解液体系中的等离子体电解氧化行为研究

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1、学校代号10532学号S151301192分类号TG178密级公开硕士学位论文纯铝在钨酸钠电解液体系中的等离子体电解氧化行为研究学位申请人姓名詹婷艳培养单位材料科学与工程学院导师姓名及职称程英亮教授学科专业材料科学与工程研究方向铝合金、镁合金及金属基复合材料论文提交日期2018年5月10日学校代号：10532学号：S151301192密级：公开湖南大学硕士学位论文纯铝在钨酸钠电解液体系中的等离子体电解氧化行为研究学位申请人姓名：詹婷艳导师姓名及职称：程英亮教授培养单位：材料科学与工程学院专业名称：材料科学与工程论文提交日期：2018年5月10日论文答辩日期：2018年5月27日答辩委员会主

2、席：陈鼎教授AstudyonthePlasmaElectrolyticOxidationBehavioronPureAluminuminSodiumTungstateElectrolytesSystemByZHANTingyanB.E.(HunanUniversityofTechnology)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofScienceinMaterialsScienceandEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniver

3、sitySupervisorProfessorChengYingliangMay,2018硕士学位论文学位论文原创性声明和学位论文版权使用授权书湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电

4、子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在______年解密后适用本授权书。2、不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I纯铝在钨酸钠电解液体系中的等离子体电解氧化行为研究摘要等离子体电解氧化（Plasmaelectrolyticoxidation，PEO）可以在Al、Mg、Ti、Zr等金属表面形成陶瓷氧化膜，赋予金属表面优异的耐磨、耐蚀等表面性能。钨的氧化物（WOx≦3）具有优异的光电催化性能、气敏性等性

5、能。如果能结合等离子体电解氧化技术制备WOx≦3薄膜或粉体，将拓宽PEO技术的应用范围，同时具有重要的科学理论价值和应用价值。本文研究了纯铝在不同浓度的钨酸钠电解液中的PEO行为，首次通过PEO技术制得WOx≦3粉体，同时在一定的条件下也能获得纯WO3膜层。主要成果如下：纯铝在浓度为10g·L-1、16g·L-1的钨酸钠电解液的PEO过程中，溶液明显呈现绿色浑浊的现象。检测发现，该过程产生了大量的WO-13粉体。10g·L电解液中得到的粉末的粒度为微、纳米尺寸，平均粒径544nm左右。通过此方法合成的氧化钨颗粒具有一定的光催化性能，10mgWO3粉末8h内可以将50ml浓度为5mg·L-1

6、的甲基橙溶液降解34%。对本实验PEO过程产生氧化钨微纳米颗粒的现象进行了热力学分析，发现和WO3的物理化学性质有关。WO3的熔点和沸点远低于Al2O3，且WO3易于升华，在PEO过程的等离子体放电通道的高温作用之下，WO3升华、气化进入溶液，随后遇冷凝固并且分散在电解液中。除了产生粉末之外，纯铝在5g·L-1和10g·L-1Na2WO4·2H2O电解液中也能生成几微米厚的膜层，主要成分为Al-12O3，以及少量的W和WO3。而在16g·L电解液中试样表面生成了一层厚的绿色粗糙膜层，主要成分为WO3，且此膜层有一定光催化性能。分析认为，由于16g·L-1的电解液浓度高，纯铝表面形成的初始膜

7、层中W含量较高，此外，由于碱性电解液对初始氧化膜的侵蚀，试样表面粗糙度增大，综合这些因素导致了纯铝表面WO3的形成。最后，研究了在钨酸钠电解液中添加5g·L-1Na2SiO3的成膜行为，结果发现在5g·L-1Na-12SiO3+10g·LNa2WO4·2H2O的浓度条件下形成的PEO膜层耐蚀性更好，腐蚀电流为6.9×10-8A·cm-2。关键词：等离子电解氧化；钨酸钠；微纳米氧化钨；纯铝；耐蚀性II硕士学位论文Abstr