纯铝微弧氧化涂层生长机理及耐蚀性研究

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3.5 wt.％ 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3.5 wt.% 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。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 铝合金概述

1.2 微弧氧化技术

第2章 实验设备和研究方法

2.1 试样材料及处理过程

2.2分析测试方法及设备

2.3 实验流程

2.4 本章小结

第3章 微弧氧化涂层生长机理的研究

3.1 涂层与基体界面放电与生长机理

3.2 微弧氧化涂层整体放电和生长机理

3.3 本章小结

第4章 微弧氧化涂层腐蚀行为研究

4.1微弧氧化涂层物相分析

4.2腐蚀前微弧氧化涂层表面和断面结构

4.3腐蚀前微弧氧化涂层与基体界面和掰断面形貌

4.4腐蚀后微弧氧化涂层表面和断面结构

4.5腐蚀后微弧氧化涂层与基体界面处的形貌

4.6微弧氧化涂层循环极化曲线

4.7微弧氧化涂层电化学阻抗谱

4.8本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢