铝合金表面无铬化学氧化膜工艺及性能研究

论文摘要

本文以锰酸盐和锆盐为主盐,采用正交试验优化出了无铬化学氧化处理溶液的配方与工艺;并用此工艺在LY12铝合金表面得到了耐蚀性能良好的化学氧化膜。用SEM研究了氧化膜的形貌及元素成分,采用XPS分析得到了氧化膜中主要元素的价态。用电化学技术和其他常规方法研究了氧化膜的耐蚀性。探讨了几种后处理工艺对氧化膜性能和形貌结果的影响,得到了氟-镍和沸水双重后处理是最优后处理工艺。SEM分析表明,经过“双重后处理”过的试样具有更厚更致密均匀的氧化膜,且是由规则的三棱柱状颗粒所构成。探讨了氧化液中锰酸盐和锆盐两种主盐含量对氧化膜结构与性能的影响。实验结果表明,增加锆盐含量,在沸水中处理过的氧化膜与氟-镍+沸水后处理过的氧化膜分别以富铜区域和富锰区域为中心,柱状颗粒按相反的顺序由里及外的生长。而改变了锰酸盐的含量,未处理的氧化膜与沸水处理的氧化膜,呈现的瓦片状的颗粒排列,是因为横向生长速度远大于纵向生长速度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 铝及铝合金的化学氧化原理
• 1.3 化学氧化方法
• 1.3.1 有铬化学氧化法
• 1.3.2 无铬氧化法
• 1.4 存在的问题
• 1.5 论文选题的目的和意义
• 1.6 论文的研究内容
• 参考文献
• 第二章 实验材料和试验方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 铝合金试片
• 2.1.2 主要化学试剂
• 2.1.3 主要实验仪器
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 预处理工艺
• 2.2.2 化学氧化工艺
• 2.2.3 后处理工艺
• 2.3 氧化膜的性能测试
• 2.3.1 外观质量检测
• 2.3.2 氧化膜结合力测试
• 2.3.3 氧化膜膜层连续性分析-硫酸铜滴定试验
• 2.3.4 氧化膜耐蚀性检测
• 2.3.5 氧化膜表面形貌观察以及成分分析
• 2.3.6 氧化膜的XRD分析
• 2.3.7 氧化膜的XPS分析
• 2.3.8 氧化膜亲水性测试
• 参考文献
• 第三章 锆盐化学氧化膜成膜条件研究
• 3.1 化学氧化成膜工艺的优化
• 3.2 成膜的影响因素及最佳工艺的确定
• 3.3 化学氧化膜形貌和成分分析
• 3.4 化学氧化膜XPS成分分析
• 3.5 化学氧化膜外观测试
• 3.6 化学氧化膜结合力测试
• 3.7 化学氧化膜亲水性测试
• 3.8 化学氧化膜XRD测试
• 3.9 硫酸铜点滴实验
• 3.10 化学氧化膜的电化学性能
• 3.11 本章小结
• 参考文献
• 第四章 后处理对化学氧化膜的形貌与成分及性能的影响
• 4.1 化学氧化膜的形貌
• 4.2 化学氧化膜的成分分析
• 4.3 氧化膜的成膜机理
• 4.4 化学氧化膜的性能
• 4.4.1 氧化膜的外观检测
• 4.4.2 氧化膜结合力测试
• 4.4.3 硫酸铜点滴实验
• 4.4.4 化学氧化膜的电化学性能
• 4.5 本章小结
• 参考文献
• 第五章 主盐含量对氧化膜形貌与成分的影响
• 5.1 锆盐对氧化膜成膜的影响
• 5.2 锰酸盐对氧化膜成膜的影响
• 5.2.1 化学氧化膜的形貌
• 5.2.2 氧化膜的XPS成分分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论
• 致谢
• 攻读学位期间的研究成果及发表的学术论文
• 导师及作者简介
• 附件