氧化处理对AZ91D镁合金粘接性能及有机涂层附着力的影响

摘要

镁合金由于密度低，比强度高以及良好的电磁屏蔽性能而广泛用于汽车工业，电子工业，航空航天领域，但镁合金耐蚀性差，这是限制镁合金应用的主要因素。有机涂层是提高镁合金耐蚀性的一种有效的处理方法，但镁合金表面很容易形成一层疏松的氧化膜，不利于涂层与基体间的结合，从而降低耐蚀性。因此，涂装前必须对镁合金进行适当的表面处理，以增强镁合金表面有机涂层附着力。氧化膜的多孔形貌有利于提高有机涂层附着力，因此氧化处理是镁合金有机涂装前合适的前处理方法。
　　 本文主要研究阳极氧化及微弧氧化处理对镁合金粘接性能及有机涂层附着力的影响。通过SEM、单板拉剪试验、耐中性盐雾试验对氧化膜表面形貌、粘接性能、耐腐蚀性能进行测试，研究各因素对氧化膜性能的影响，并得出最优工艺。采用拉开法试验评价了最优化阳极氧化工艺及微弧氧化工艺对镁合金表面环氧清漆及富镁涂层附着力的影响。主要工作如下：
　　 1研究了氧化时间、氢氧化钾浓度、电流密度对阳极氧化行为、氧化膜表面形貌、单剪拉板强度的影响，得到阳极氧化最佳工艺条件为：KOH100g/L+Na2SiO380-120g/L+Na2B4O770-100g/L+Na2CO340-70g/L+KF0.5 g/L，i=10mA/cm2，t=6min
　　 2研究了最优化阳极氧化膜表面形貌及氧化处理对镁合金润湿性能及有机涂层附着力的影响。阳极氧化膜表面的微米级多孔形貌显著增强了镁合金的润湿性能及有机涂层附着力。
　　 3通过耐中性盐雾试验研究各因素对微弧氧化膜耐蚀性的影响，得出微弧氧化最佳工艺条件为：Na2SiO315g/L+KOH20g/L+KF3.2g/L+Na3C6H5O7·2H2O5g/L+C3H8O310mL/L，±i=10-50mA/cm2，±f=400-1000Hz，±D=10％,t=8min。研究了最优化微弧氧化膜表面形貌及氧化处理对镁合金润湿性能及有机涂层附着力的影响。微弧氧化膜表面的微米级多孔形貌显著增强了镁合金的润湿性能及有机涂层附着力。4通过对比阳极氧化膜及微弧氧化膜表面形貌及其对镁合金表面有机涂层附着力的影响，研究了氧化膜表面形貌如孔洞的大小、深度、孔隙率对有机涂层附着力的影响。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1镁及镁合金简介

1.2镁合金的腐蚀特点

1.2.1阴极极化与析氢

1.2.1负差异效应

1.3镁合金腐蚀类型

1.3.1电偶腐蚀

1.3.2点蚀

1.3.3应力腐蚀开裂

1.3.4丝状腐蚀

1.4镁合金的表面处理

1.4.1金属镀层

1.4.2化学转化膜

1.4.3氢化膜

1.4.4阳极氧化

1.4.5有机涂层

1.5粘接技术概述

1.5.1粘接力产生的原因

1.5.2粘接力的影响因素

1.5.3胶缝的破坏形式

1.5.4粘接对镁合金表面的要求：

1.6存在的问题

1.7论文选题的立论、目的和意义

第二章 实验方法

2.1实验材料

2.2氧化膜制备及装置

2.3氧化膜性能测试

2.3.1氧化膜结构参数的测量

2.3.2氧化膜耐腐蚀性测试

2.3.3氧化膜粘接性能测试

第三章 用于粘接的镁合金阳极氧化工艺研究

3.1氧化时间对单板拉剪强度的影响

3.1.1氧化时间对氧化行为的影响

3.1.2氧化时间对单板拉剪强度的影响

3.2 KOH浓度对单板拉剪强度的影响

3.2.1 KOH浓度对氧化行为的影响

3.2.2 KOH浓度对单板拉剪强度的影响

3.3电流密度对单板拉剪强度的影响

3.3.1电流密度对阳极氧化行为的影响

3.3.2电流密度对氧化膜微观结构的影响

3.3.3电流密度对单板拉剪强度的影响

3.4本章结论

第四章 阳极氧化处理对镁合金表面有机涂层附着力的影响

4.1阳极氧化膜表面形貌

4.2阳极氧化膜相结构分析

4.3阳极氧化处理对镁合金润湿能力的影响

4.4阳极氧化处理对有机涂层附着力的影响

4.4.1阳极氧化处理对环氧清漆附着力的影响

4.4.2阳极氧化处理对富镁涂层附着力的影响

4.5本章结论

第五章 镁合金微弧氧化工艺研究

5.1微弧氧化工艺

5.2微弧氧化膜表面形貌

5.3微弧氧化膜相组成分析

5.4微弧氧化膜润湿性能

5.5微弧氧化膜与有机涂层附着力

5.5.1微弧氧化处理对环氧清漆附着力的影响

5.5.2微弧氧化处理对富镁涂层附着力的影响

5.6本章结论

第六章 阳极氧化与微弧氧化对涂层附着力的影响对比

6.1对比阳极氧化膜和微弧氧化膜微观结构

6.2对比阳极氧化处理和微弧氧化处理对有机涂层附着力的影响

6.3氧化膜微观结构对有机涂层附着力的影响

6.4本章结论

第七章 总结论

参考文献

致谢

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