稀土对铝合金硼硫酸阳极氧化的影响

摘要

本文研究了硼硫酸阳极氧化的机理、特点,确立了硼硫酸阳极氧化的工艺和电解液配方,分析研究了电解液中添加稀土对氧化膜耐蚀性、表面形貌、电化学性能的影响。正交实验法确定硼硫酸阳极氧化的最佳的时间、电压和温度以及电解液的基础配方,在基础电解液中分别添加不同含量的稀土La2(SO4)3、Ce(SO4)2制得氧化膜,将氧化膜分成沸水封闭和未封闭的两组,进行5％NaC盐雾实验和溶液腐蚀实验,溶液腐蚀实验分别在酸性、碱性和中性条件的盐溶液中进行,失重结果表明稀土硫酸盐的添加显著提高了氧化膜的耐蚀性,且在中性溶液中抗蚀性优于酸性溶液,酸性溶液中优于碱性溶液。在1mol／LHCl、1mol／L NaOH、1mol／LNaCl溶液中测定沸水封闭氧化膜的塔菲尔曲线、交流阻抗,稀土介入使氧化膜阻抗增加,自腐蚀电位正移,自腐蚀电流密度下降,显著提高了氧化膜的耐蚀性,氧化膜在酸中耐蚀性好于碱中,在氯化钠溶液中最差。未封闭氧化膜SEM显示,稀土盐的加入能够细化表面组织,减少表面的缺陷,使氧化膜均匀致密。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 铝合金阳极氧化机理

1.2.1 阳极氧化反应原理

1.2.2 阳极氧化膜的结构

1.3 阳极氧化膜的制备

1.3.1 草酸阳极氧化

1.3.2 铬酸阳极氧化

1.3.3 磷酸阳极氧化

1.3.4 硫酸阳极氧化

1.3.5 硼硫酸阳极氧化

1.4 阳极氧化膜的封闭

1.4.1 沸水封闭

1.4.2 蒸气封闭

1.4.3 重铬酸钾封闭

1.4.4 醋酸镍封闭

1.4.5 硅酸盐封闭

1.5 稀土在阳极氧化中的作用

116 论文的选题及意义

第二章 实验方法及条件

2.1 实验材料

2.2 实验装置

2.3 实验流程

2.4 性能分析及研究

2.4.1 表面形貌

2.4.2 盐雾腐蚀实验

2.4.3 溶液腐蚀实验

2.4.4 电化学性能测试分析

第三章 铝合金硼硫酸阳极氧化工艺的研究

3.1 铝合金硼硫酸阳极氧化工艺

3.1.1 工艺参数对硼硫酸阳极氧化的影响

3.1.2 硼硫酸阳极氧化工艺的正交实验

3.1.3 硼硫酸阳极氧化工艺正交实验中氧化膜的盐雾腐蚀

3.1.4 硼硫酸阳极氧化的最佳工艺参数

3.2 硫酸、硼酸浓度对铝合金硼硫酸阳极氧化的影响

3.2.1 硫酸、硼酸浓度对氧化膜增重的影响

3.2.2 硼硫酸阳极氧化电解液的化学组成

3.2.3 稀土对氧化膜增重的影响

3.3 本章小结

第四章 铝合金硼硫酸阳极氧化膜的成分和表面形貌

4.1 硫酸铈对铝合金硼硫酸阳极氧化膜形貌与成分的影响

4.1.1 未封闭氧化膜的表面形貌

4.1.2 沸水封闭氧化膜的表面形貌

4.1.3 硫酸铈对氧化膜成分的影响

4.2 硫酸镧对铝合金硼硫酸阳极氧化膜形貌与成分的影响

4.2.1 未封闭氧化膜的表面形貌

4.2.2 沸水封闭氧化膜的表面形貌

4.2.3 硫酸镧对氧化膜成分的影响

4.3 本章小结

第五章 铝合金硼硫酸阳极氧化膜的溶液腐蚀和盐雾腐蚀实验

5.1 硫酸铈对铝合金硼硫酸阳极氧化膜溶液腐蚀的影响

5.1.1 硫酸铈对氧化膜在酸性溶液中腐蚀的影响

5.1.2 硫酸铈对氧化膜在碱性溶液中腐蚀的影响

5.1.3 硫酸铈对氧化膜在中性溶液中腐蚀的影响

5.2 硫酸镧对铝合金硼硫酸阳极氧化膜溶液腐蚀的影响

5.2.1 硫酸镧对氧化膜在酸性溶液中腐蚀的影响

5.2.2 硫酸镧对氧化膜在碱性溶液中腐蚀的影响

5.2.3 硫酸镧对氧化膜在中性溶液中腐蚀的影响

5.3 硫酸铈对铝合金硼硫酸阳极氧化膜盐雾腐蚀的影响

5.3.1 沸水封闭氧化膜的盐雾腐蚀

5.3.2 未封闭氧化膜的盐雾腐蚀

5.3.3 沸水封闭、未封闭氧化膜的盐雾腐蚀对比

5.3.4 硫酸铈氧化膜盐雾腐蚀后表面形貌

5.4 硫酸镧对铝合金硼硫酸阳极氧化膜盐雾腐蚀的影响

5.4.1 沸水封闭氧化膜的盐雾腐蚀

5.4.2 未封闭氧化膜的盐雾腐蚀

5.4.3 沸水封闭、未封闭氧化膜的盐雾腐蚀对比

5.4.4 硫酸镧氧化膜盐雾腐蚀后表面形貌

5.5 本章小结

第六章 铝合金硼硫酸阳极氧化膜的电化学腐蚀性能

6.1 铝合金硼硫酸阳极氧化的循环伏安曲线

6.1.1 硫酸铈对阳极氧化过程中循环伏安的影响

6.1.2 硫酸镧对阳极氧化过程中循环伏安的影响

6.2 铝合金硼硫酸阳极氧化膜的交流阻抗

6.2.1 稀土对氧化膜在酸溶液中交流阻抗的影响

6.2.2 稀土对氧化膜在碱溶液中交流阻抗的影响

6.2.3 稀土对氧化膜在盐溶液中交流阻抗的影响

6.3 铝合金硼硫酸阳极氧化膜的塔菲尔曲线

6.3.1 稀土对氧化膜在酸溶液中塔菲尔曲线的影响

6.3.2 稀土对氧化膜在碱溶液中塔菲尔曲线的影响

6.3.3 稀土对氧化膜在盐溶液中塔菲尔曲线的影响

6.4 本章小结

第七章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文