AZ91D镁合金表面植酸转化膜的制备及性能研究

植酸转化膜论文 镁合金论文 添加剂论文 成膜机理论文 复合膜层论文
论文详情
镁合金具有比刚度高、比强度高、减震性以及导热性能好等优良性能,在汽车、电子、航空航天等领域有广泛的应用前景。但镁合金化学活性高、自然氧化膜保护效果差,严重地制约了镁合金的拓展应用。化学转化处理是镁合金防腐蚀的一个有效而又经济的方法。然而,传统的铬酸盐转化处理液中含有有毒的六价铬,对环境和人体都有很大的危害,目前已经被限制使用。因此,开发环境友好型化学转化方法成为行业内的共识。本文选用具有独特分子结构及环境友好型的植酸作为主要成膜剂,选用硝酸钙、偏钒酸铵和酒石酸钠等添加剂,通过正交试验和单因数实验优化了其转化液配方和转化工艺;利用SEM、EDS、EDAX、FTIR及电化学工作站等分析方法研究了转化膜的微观组织形貌、成分、物相等及转化膜的耐蚀机理;通过盐雾试验、结合力测试、硬度测试等,研究分析镁合金植酸转化膜及其后续有机涂层的性能。主要结论如下:1)镁合金植酸转化膜优化配方及处理工艺为:植酸浓度15g/l,硝酸钙1g/l,偏钒酸铵0.5g/l,酒石酸钠0.5g/l;转化液pH为4,转化处理时间为35min,温度为70℃。在优化配方及工艺条件下,转化膜在120h中性盐雾试验的失重率仅为纯植酸转化膜的8%,DOW1铬酸盐转化膜的50%,耐蚀性能的到大幅提高。2)通过镁合金植酸转化膜表面时间-电位曲线,监测镁合金表面电位随时间的变化,及对其不同成膜时间对应转化膜的成分分析得出,镁合金植酸转化处理包括两个过程:基体镁合金的溶解和生成不溶物的沉积过程。3)通过EDS和红外光谱分析得出转化膜的主要成分为:金属的植酸盐、氢氧化物及氧化物的混合物。成膜机理分析表明,在成膜初期,膜层中主要是镁的植酸盐,氧化物和氢氧化物。随着成膜之间的延长,金属的植酸盐在膜层中含量增大,且出现铝的化合物,并随着反应进行而逐渐积累。4)植酸转化膜表面均匀分布着干河床状裂纹,这有利于涂料与转化膜的结合;转化膜中的羟基和磷酸基等活性基团与有机涂料层发生化学作用,使有机涂层牢牢地吸附于植酸转化膜表面。在植酸化学转化膜上喷涂聚氨酯,所得到的复合膜层的耐盐雾时间超过1200h,复合膜层的耐蚀性能得到大幅提高。本文不仅从理论上研究了在AZ91D镁合金表面生成植酸盐化学转化膜的成膜机理及耐蚀机理,而且本课题的研究成果将拓宽植酸盐表面改性处理在镁合金的实际应用。
摘要第5-6页
ABSTRACT第6-7页
第一章 绪论第11-31页
    1.1 课题背景及研究的目的和意义第11-12页
    1.2 镁及镁合金的概况第12-14页
        1.2.1 镁的基本性质第12-13页
        1.2.2 国内外镁及镁合金的应用情况第13-14页
    1.3 镁合金腐蚀的影响因素第14-19页
        1.3.1 镁及镁合金的不稳定性第14-16页
        1.3.2 镁合金的第二相和杂质第16-17页
        1.3.3 环境因素第17-18页
        1.3.4 镁合金的负差数效应第18-19页
    1.4 镁合金表面处理技术第19-28页
        1.4.1 阳极氧化技术第19-21页
        1.4.2 金属涂覆层第21-22页
        1.4.3 有机涂层第22-23页
        1.4.4 化学转化膜第23-28页
    1.5 镁合金植酸盐转化膜处理工艺第28-29页
    1.6 研究课题的提出及主要内容第29-31页
第二章 实验材料及研究方法第31-41页
    2.1 基体材料第31页
    2.2 主要实验试剂第31-32页
    2.3 试验的技术路线第32-33页
    2.4 试验装置第33-34页
    2.5 实验过程及工艺第34-35页
        2.5.1 预磨第34页
        2.5.2 前处理第34页
        2.5.3 化学转化处理第34页
        2.5.4 电位-时间曲线跟踪第34-35页
        2.5.5 复合涂层的制备及实验方法第35页
    2.6 转化膜及复合膜层的表面质量分析第35-38页
        2.6.1 转化膜的显微组织观察第35-36页
        2.6.2 转化膜的厚度分析第36页
        2.6.3 转化膜的成分分析第36页
        2.6.4 转化膜的红外吸收光谱第36页
        2.6.5 复合膜层结合强度(附着力)实验第36-37页
        2.6.6 复合膜层厚度的测量方法第37页
        2.6.7 复合膜层硬度的测量方法第37-38页
    2.7 膜层的耐蚀性能检测第38-41页
        2.7.1 全浸实验第38-39页
        2.7.2 中性盐雾试验第39-41页
第三章 植酸转化处理液及工艺优化第41-57页
    3.1 关于添加剂的选择第41页
    3.2 正交试验第41-44页
        3.2.1 正交试验及溶液配方优化第41-42页
        3.2.2 数据分析模型的建立第42-43页
        3.2.3 正交试验结果分析第43-44页
    3.3 配方组分浓度对转化膜的影响第44-47页
        3.3.1 植酸对转化膜的影响第45页
        3.3.2 硝酸钙对转化膜的影响第45-46页
        3.3.3 酒石酸钠对转化膜的影响第46页
        3.3.4 偏钒酸铵对转化膜的影响第46-47页
    3.4 正交试验验证第47页
    3.5 工艺参数对转化膜性能的影响第47-53页
        3.5.1 pH 值对转化膜的影响第47-50页
        3.5.2 温度对转化膜的影响第50-52页
        3.5.3 时间对转化膜的影响第52-53页
    3.6 最佳工艺参数组合第53-55页
    3.7 本章小结第55-57页
第四章 植酸转化膜的形成过程及成膜机理的研究第57-67页
    4.1 AZ91D 镁合金基体的微观结构第57页
    4.2 植酸转化膜成膜过程的研究第57-61页
        4.2.1 反应动力学分析第57-58页
        4.2.2 成膜过程热力学及有机化学反应可能性第58-59页
        4.2.3 元素面分布第59-61页
        4.2.4 FITR 分析第61页
    4.3 镁合金表面植酸转化膜的成膜机理探讨第61-64页
    4.4 本章小结第64-67页
第五章 AZ91D 镁合金表面复合膜处理第67-72页
    5.1 前言第67页
    5.2 实验结果和讨论第67-70页
        5.2.1 复合膜层结合强度(附着力)测试第67-68页
        5.2.2 复合膜层厚度的测试第68-69页
        5.2.3 复合膜层硬度的测试第69页
        5.2.4 复合膜层耐腐性能测试和分析第69-70页
    5.3 本章小结第70-72页
结论第72-73页
参考文献第73-79页
攻读硕士学位期间取得的研究成果第79-80页
致谢第80-81页
附件第81页
论文购买
论文编号ABS2538426,这篇论文共81页
会员购买按0.30元/页下载,共需支付24.3
不是会员,注册会员
会员更优惠充值送钱
直接购买按0.5元/页下载,共需要支付40.5
只需这篇论文,无需注册!
直接网上支付,方便快捷!
相关论文

点击收藏 | 在线购卡 | 站内搜索 | 网站地图
版权所有 艾博士论文 Copyright(C) All Rights Reserved
版权申明:本文摘要目录由会员***投稿,艾博士论文编辑,如作者需要删除论文目录请通过QQ告知我们,承诺24小时内删除。
联系方式: QQ:277865656