雙羥基金屬氧化物前驅(qū)體法引入合金元素制備鋁復(fù)合陽極氧化膜及其性能研究.pdf

1、鋁及其合金因為具有密度小、比強(qiáng)度大、易成型以及優(yōu)良的表面裝飾性能等特點，在建筑、裝飾、航空以及日常生活等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。復(fù)合陽極氧化處理能大大提高鋁及其合金的耐蝕性能，但于鋁復(fù)合陽極氧化膜的電化學(xué)性能及合金元素對于氧化膜的影響有待于進(jìn)一步的研究。 本論文針對高純鋁Al-05和工業(yè)純鋁L3，研究了在以硫酸為主的氧化液中陽極氧化電流密度和氧化時間對氧化膜性能的影響，結(jié)果表明氧化膜其主要組成是非晶態(tài)的氧化鋁；氧化膜隨氧化電流密度

2、或氧化時間)的增加而增厚，并且在高的氧化電流密度(或長的氧時間)下，膜中缺陷增加，甚至產(chǎn)生了明顯的裂紋；膜的表面顏色淺變深；氧化膜表面的顯微維氏硬度隨氧化時間延長而升高，隨氧化電流密度增加存在一個最大值；氧化膜的耐蝕性隨氧化電流密度增(或氧化時間延長)存在一個最大值；相同氧化條件下，L3氧化較薄，且耐蝕性相對較差。并得到了在硫酸氧化液中(98﹪硫酸200/L+丙三醇15g/L+草酸20g/L)，Al-05和L3相對優(yōu)化的氧化工藝：氧化電

3、流1.5A/dm2，20℃，氧化時間40分鐘。 研究了通過在鋁表面形成雙羥基金屬氧化物的方法引入Li、Ni、Mg后陽極氧化制備的Al-Li、Al-Ni、Al-Mg復(fù)合陽極氧化膜的性能。利用X射線光電子能譜(XPS)和能量彌散X射線分析(EDXA)研究了復(fù)合陽極氧化膜表面和截面元素含量，X射線衍射(XRD)研究了復(fù)合氧化膜的晶態(tài)，掃描電子顯微鏡(SEM)觀察了復(fù)合氧化膜截面形貌，原子力顯微鏡(AFM)觀察復(fù)合氧化膜多孔層形貌。利用

4、動電位極化研究了復(fù)合陽極氧化膜的腐蝕行為。結(jié)果表明雙羥基金屬氧化物前驅(qū)體法可以引入足量的合金元素，在陽極氧化后，可以形成復(fù)合陽極氧化膜；鋁復(fù)合陽極氧化膜的晶態(tài)沒有因為合金元素的引入而改變，仍然是非晶態(tài)；Li、Ni合金元素的引入使得陽極氧化膜的生長更加整齊、致密，同時降低了陽極氧化膜表面的孔隙率；極化曲線檢測表明，Li、Ni合金元素的引入使得復(fù)合金屬陽極氧化膜在中性(pH=7)、堿性(pH=11)和酸性(pH=3)1MNaCl溶液中，陽極

5、極化電流密度明顯下降，耐蝕性明顯提高，Mg的引入使得Al-Mg復(fù)合陽極氧化膜在中性(pH=7)1mol/LNaCl溶液中，陽極極化電流密度明顯上升，耐蝕性明顯降低；交流阻抗檢測顯示復(fù)合陽極氧化膜比沒有引入Li、Ni合金元素的陽極氧化膜具有更高的阻抗值，低的容抗值，少量的Mg引入陽極氧化膜的阻擋層中，可以改善阻擋層的結(jié)構(gòu)，使它的阻抗值上升，但是隨著膜中Mg含量的增加，阻抗值不斷下降。 通過復(fù)合陽極氧化膜的Mott-Schottky