镁合金微弧电泳复合膜层的结合力与耐蚀性研究

论文摘要

采用微弧电泳复合处理工艺,在AZ31镁合金微弧氧化陶瓷层表面制备出了一定厚度的电泳层,分析了复合膜层的结合机制,探讨了复合膜层的抗连接腐蚀、划伤腐蚀性能。采用SEM观察微弧氧化陶瓷层表面形貌与微弧电泳复合膜层的截面形貌;借用划圈法考察了复合膜层间的附着力;使用涡流测厚仪与三参数表面粗糙度测量仪测量微弧氧化陶瓷层与电泳层的厚度与表面粗糙度;通过傅立叶红外光谱分析了电泳层表面官能团的变化;通过中性盐雾试验分别研究了微弧电泳复合处理镁合金试样与铝合金的抗连接腐蚀性能以及抗划伤腐蚀性能,探讨了微弧电泳复合膜层的抗连接腐蚀机理。结果表明:微弧电泳复合膜层的附着力优于化学转化处理后电泳所得膜层的附着力,影响其附着力大小的主要因素为基体表面的润湿情况以及界面处的化学键力;微弧氧化陶瓷层表面粗糙度在0.66μm～2.25μm范围内时,复合膜层间的附着力均为1级,微弧氧化陶瓷层厚度在2.2μm～13.46μm范围内时对复合膜层的附着力影响较小,其附着力也均为1级;微弧电泳复合膜层的腐蚀试验结果表明:微弧电泳复合膜层的抗划伤腐蚀性能明显优于化学转化处理后电泳膜层以及直接电泳膜层,其腐蚀过程为:腐蚀介质透过电泳层到达基体,并沿基体表面扩展,复合膜层间的附着力以及基体的电化学稳定性对其抗划伤腐蚀性能影响较大:微弧电泳复合处理镁合金与铝合金连接后经432h的中性盐雾试验,失重量仅0.44g/m~2,远优于微弧氧化处理镁合金与铝合金连接的耐蚀性,而微弧氧化处理时间对复合膜层的抗连接腐蚀性能影响不大,腐蚀速率均在0.4g/m~2左右.微弧电泳复合膜层的抗连接腐蚀机理为:复合膜层的腐蚀电位相对于陶瓷层明显正移;复合膜层的高阻抗特性以及较大的附着力使得腐蚀体系较难形成腐蚀电池,避免了电偶腐蚀与缝隙腐蚀的发生。

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Abstract

1. 绪论

1.1 镁及镁合金的特点与存在的问题

1.2 金属腐蚀的基本类型

1.3 镁合金的常见表面防腐处理方法

1.4 微弧氧化的技术概括

1.4.1 微弧氧化发展史

1.4.2 微弧氧化技术原理

1.4.3 影响微弧氧化的因素

1.5 电泳涂装技术简介

1.5.1 电泳涂装的机理

1.5.2 影响电泳涂装的因素

1.5.3 电泳层特点

1.6 课题研究的主要目的及意义

1.7 课题研究内容及技术路线

2 实验设备与实验方法

2.1 实验材料

2.2 微弧氧化电解液与电泳漆的配置

2.2.1 微弧氧化处理的工艺流程

2.2.2 电泳处理的工艺过程

2.3 试样的制备

2.4 实验主要设备及用途

2.4.1 微弧氧化设备

2.4.2 101-3AB型电热鼓风干燥箱

2.4.3 实验仪器

2.5 微弧电泳复合膜层性能检测

2.5.1 微弧电泳复合膜层的微观结构观察

2.5.2 微弧氧化膜层组织成分

2.5.3 附着力试验

2.5.4 电泳层官能团分析

2.5.5 电化学试验

2.6 连接腐蚀和划伤腐蚀试验

2.6.1 试验装置

2.6.2 漆膜耐酸性测定法

2.6.3 复合膜层耐蚀性能的评价

2.7 溶液的配制

3 镁合金微弧电泳复合膜层结合机制分析

3.1 不同表面状态镁合金电泳膜层的结合方式分析

3.1.1 直接电泳膜层的结合方式

3.1.2 化学转化处理后电泳复合膜层的结合方式

3.1.3 微弧电泳复合膜层的结合方式

3.2 影响不同表面状态镁合金电泳膜层附着力因素探讨

3.2.1 基体表面的润湿情况对膜层的附着力影响

3.2.2 化学键作用对膜层的附着力影响

3.2.3 内应力作用对膜层附着力的影响

3.3 不同表面状态镁合金电泳膜层的结合机制分析

3.3.1 机械咬合力

3.3.2 吸附与扩散作用

3.3.3 化学键作用

3.4 微弧氧化工艺参数对镁合金复合膜层的附着力影响

3.4.1 陶瓷层粗糙度对微弧电泳复合膜层附着力的影响

3.4.2 陶瓷层厚度对微弧电泳复合膜层附着力的影响

4 微弧电泳复合膜层的腐蚀性能分析

4.1 微弧电泳复合膜层的抗连接腐蚀性能分析

4.1.1 不同处理工艺所得膜层的抗连接腐蚀性能分析

4.1.2 微弧电泳复合膜层的电化学试验分析

4.1.3 微弧电泳复合处理镁合金与铝合金连接后的盐雾实验分析

4.1.4 镁合金微弧电泳复合处理试样的抗连接腐蚀的机理

4.2 不同表面状态镁合金电泳膜层的抗划伤腐蚀性能分析

4.2.1 腐蚀曲线分析

4.2.2 划伤腐蚀过程探讨

4.3 微弧氧化工艺参数对电泳复合膜层耐酸腐蚀性能影响

5 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

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