SiCp/AZ91镁基复合材料微弧氧化工艺与涂层耐腐蚀性能研究

论文摘要

本文以提高镁基材料的耐腐蚀性能为主要目的,采用微弧氧化表面处理技术在AZ91合金与增强相体积分数分别为5%、10%和15%的SiCp/AZ91复合材料表面制备涂层。利用SEM、XRD等方法观察微弧氧化涂层的微观组织结构;通过浸泡腐蚀试验和电化学试验评价微弧氧化涂层的耐腐蚀性能和腐蚀行为。通过比较研究AZ91合金和不同增强相体积分数的SiCp/AZ91复合材料的微观组织结构和耐腐蚀性能,揭示增强相对镁基复合材料微弧氧化行为及涂层耐腐蚀性能的影响。试验结果表明:通过改变电参数可以改变施加在基底材料上的能量密度,进而影响涂层的厚度和组织结构。不同的镁基材料呈现出不同的微弧氧化行为和不同的涂层组织结构。AZ91合金的电压演变趋势比较理想,而SiCp/AZ91复合材料的电压演变趋势不理想,涂层相对粗糙。镁基材料的微弧氧化涂层均以晶态的MgO相为主要组成相。微弧氧化处理能显著提高镁基材料的耐腐蚀性能。通过调整电参数和电解液成分可以改变涂层的厚度和组织结构,进而影响涂层的耐腐蚀性能。由于SiC颗粒对基底材料微弧氧化行为的影响,AZ91和不同增强相体积分数的SiCp/AZ91复合材料耐腐蚀性能各异,在电化学加速腐蚀和浸泡腐蚀条件下表现出的腐蚀行为有所不同。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题意义
• 1.2 提高镁基复合材料耐腐蚀性能的途径
• 1.2.1 化学转化处理
• 1.2.2 激光表面熔覆和激光表面热处理
• 1.2.3 阳极氧化和微弧氧化
• 1.3 微弧氧化技术研究概况
• 1.3.1 微弧氧化工艺特点及应用
• 1.3.2 微弧氧化技术的研究现状
• 1.4 微弧氧化的影响因素
• 1.4.1 电解液对微弧氧化的影响
• 1.4.2 电参数对微弧氧化的影响
• 1.4.3 基底材料对微弧氧化的影响
• 1.4.4 温度与氧化时间的影响
• 1.5 主要研究内容
• 第2章 试验材料与研究方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 微弧氧化处理的工艺设计
• 2.3 微弧氧化涂层的组织结构观测与成分分析
• 2.3.1 涂层厚度测量
• 2.3.2 涂层表面形貌及截面组织观察
• 2.3.3 涂层相组成分析
• 2.3.4 浸泡试验后腐蚀形貌观察
• 2.4 微弧氧化涂层耐腐蚀性能的评价
• 2.4.1 浸泡试验测量腐蚀失重
• 2.4.2 电化学试验
• 2.5 微弧氧化处理后材料的拉伸试验
• 第3章 微弧氧化涂层的制备工艺及微观组织结构
• 3.1 引言
• 3.2 电参数对涂层组织结构的影响
• 3.2.1 脉冲电压的影响
• 3.2.2 电流密度的影响
• 3.2.3 频率的影响
• 3.2.4 占空比的影响
• 3.2.5 电参数对涂层组织形貌的影响规律讨论
• 3.2.6 涂层的相组成分析
• 3.3 电解液对涂层组织结构的影响
• 3.4 不同镁基材料微弧氧化涂层的组织结构
• 3.4.1 不同镁基材料的微弧氧化行为
• 3.4.2 不同基底材料涂层微观形貌比较
• 3.4.3 不同基底材料涂层相组成比较
• 3.5 本章小结
• 第4章 微弧氧化涂层的耐腐蚀性能
• 4.1 引言
• 4.2 工艺参数对涂层耐腐蚀性能的影响
• 4.2.1 脉冲电压的影响
• 4.2.2 电流密度的影响
• 4.2.3 频率的影响
• 4.2.4 占空比的影响
• 4.3 不同镁基材料涂层耐腐蚀性能的区别
• 4.4 微弧氧化涂层的腐蚀行为
• 4.4.1 电化学加速腐蚀条件下涂层的腐蚀破坏
• 4.4.2 浸泡腐蚀条件下的涂层的腐蚀破坏
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢