AZ91D镁合金微弧氧化及其化学镀镍的研究

摘要

镁合金是最轻的金属结构材料，被誉为“21世纪绿色工程材料”，在汽车、航空航天以及消费电子行业中具有广阔的应用前景。然而耐蚀性差妨碍了镁合金的广泛应用。为解决镁合金的腐蚀问题，自阳极氧化发展而来的微弧氧化技术受到了广泛的关注，采用该技术能在轻合金表面制备一层原位生长的陶瓷防护层，是目前的研究热点。 利用双脉冲高压电源，通过恒压控制方式，在AZ91D镁合金表面制备了微弧氧化膜。SEM研究表明微弧氧化膜分为致密层和疏松层，膜层中存在较多放电微孔。极化曲线测试和电化学阻抗实验结果表明AZ91D镁合金经过微弧氧化处理之后自腐蚀电流密度降低4个数量级，阻抗值则升高3个数量级，镁合金耐腐蚀性能提高，其原因是由于微弧氧化膜能阻碍腐蚀反应的传质。 工艺研究结果表明：为保证微弧氧化膜上化学镀镍顺利进行，镀镍之前需用离子钯溶液直接进行活化处理；化学镀镍镀浴主盐需采用碱式碳酸镍。微弧氧化膜上化学镀镍的最佳施镀条件为pH 6.2，温度82℃。 采用本文确定的工艺在AZ91D镁合金表面制备了磷含量为10％的镀层，XRD分析表明镀层为非晶态结构。SEM观察表明镀镍层表面呈典型的胞状形貌，镍层从微弧氧化膜的疏松层中开始向外生长。镍层与原位生长的微弧氧化层之间良好的“机械锁扣”保证了防护层与基体之间较高的结合强度。电化学测试结果表明镁合金微弧氧化膜上化学镀镍之后具有良好的耐腐蚀性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2镁合金的腐蚀防护

1.2.1镁合金的分类与牌号

1.2.2镁合金的腐蚀问题

1.2.3镁合金的表面改性

1.2.4涂镀层技术在镁合金上的应用

1.3微弧氧化处理

1.3.1微弧氧化的发展历史和研究现状

1.3.2微弧氧化技术的基本原理

1.3.3微弧氧化工艺与膜层的特点以及应用范围

1.4本文研究的主要内容、目的和意义

第2章试验材料和试验方法

2.1实验材料

2.2膜层、镀层性能表征

2.2.1膜层厚度测量

2.2.2表面形貌和截面组织分析

2.2.3膜层和镀镍层的相组成分析

2.3微弧氧化层和镀层的结合强度

2.4耐腐蚀性能和耐蚀机理研究

第3章AZ91D镁合金的微弧氧化

3.1引言

3.2实验方案

3.3 AZ91D镁合金的微观结构

3.4镁合金的微弧氧化

3.4.1 AZ91D镁合金微弧氧化膜的耐蚀性

3.5本章小结

第4章微弧氧化膜上化学镀镍的工艺研究

4.1引言

4.2化学镀镍机理

4.2.1化学镀镍的热力学

4.2.2化学镀镍的动力学

4.3镁合金微弧氧化膜上化学镀镍的研究

4.3.1微弧氧化膜上化学镀镍的工艺过程

4.3.2微弧氧化膜的活化与还原

4.3.3主盐对化学镀镍层的影响

4.3.4微弧氧化膜上化学镀镍的工艺参数研究

4.4本章小结

第5章镁合金微弧氧化膜化学镀镍层的性质

5.1引言

5.2微弧氧化膜上化学镀镍的工艺

5.3微弧氧化膜上化学镀镍层的性能

5.3.1微弧氧化膜上化学镀镍层的形貌

5.3.2镀镍层的成分与结构分析

5.3.3化学镀镍层的结合强度

5.3.4化学镀镍层的耐蚀性

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢