钢铁基体铝锰合金镀层微弧氧化的研究

摘要

微弧氧化技术是在普通阳极氧化技术的基础上发展起来的一项技术，利用微弧氧化技术可以在铝、镁、钛等金属表面获得耐磨损、耐腐蚀性能较好的陶瓷膜。本文采用熔融盐电镀的方法，在Q235钢基体上制备一层铝锰合金镀层，再创新性地通过微弧氧化的方法将铝锰合金镀层转化为铝锰陶瓷膜，从而进一步提高钢铁基体的表面性能。
　　本文分别研究了应用硅酸钠体系和碳酸钠体系电解液制备微弧氧化陶瓷膜的工艺；测定了各个工艺条件下陶瓷膜的厚度和硬度；用SEM、XRD和EDS分析了微弧氧化陶瓷膜的表面形貌和组织结构；采用极化曲线和电化学阻抗谱评价了铝锰陶瓷膜在3.5％NaCl水溶液中的耐蚀性，用盐雾实验对部分实验结果加以验证。
　　研究结果表明，在硅酸钠电解液中铝锰合金镀层较易成膜，成膜效果较好，且膜层不易被击穿；在碳酸钠电解液中制得的陶瓷膜的膜层较厚。在微弧氧化过程中的放电通道数目逐渐减少、孔径逐渐增大，陶瓷层表面有明显的熔融的痕迹；微弧氧化陶瓷层主要由α-Al2O3、γ-Al2O3、θ-Al2O3以及一些Al2O3非晶相组成。两种电解液中制得的铝锰陶瓷膜都有效的降低了基体的腐蚀速率，大大提高了基体的耐蚀性。

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第1章 绪论

1.1 选题意义

1.2 微弧氧化技术

1.3 本课题的研究内容

第2章 实验方案

2.1 实验材料与装置

2.2 电解液的选择

2.3 陶瓷膜的制备

2.4 陶瓷膜工艺的研究

2.5 陶瓷膜性能的测试方法

第3章 硅酸盐体系微弧氧化结果与讨论

3.1 复合体系各盐浓度对铝锰陶瓷膜性能的影响

3.2 添加剂浓度对微弧氧化铝锰陶瓷膜性能的影响

3.3 氧化电压和氧化时间对铝锰陶瓷膜性能的影响

3.4 盐雾实验

3.5 表面形貌

3.6 能谱分析

3.7 XRD分析

3.8 本章小结

第4章 碳酸钠体系微弧氧化结果与讨论

4.1 复合体系各盐浓度对铝锰陶瓷膜性能的影响

4.2 添加剂浓度对铝锰陶瓷膜性能的影响

4.3 氧化电压和氧化时间对铝锰陶瓷膜性能的影响

4.4 盐雾实验

4.5 表面形貌

4.6 能谱分析

4.7 XRD分析

4.8 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间主要研究工作和发表文章情况

致谢

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