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电解质对镁合金微弧氧化表面膜组织与腐蚀性能的影响作者：彭继华，过萍，李文芳，黄京浩，揭军，PENGJi-hua，GUOPing，LIWen-fang，HUANGJing-hao，JIEJun作者单位：华南理工大学,机械工程学院,广州,510640刊名：中国有色金属学报英文刊名：THECHINESEJOURNALOFNONFERROUSMETALS年，卷(期)：2007，17(11)引用次数：2次参考文献(15条)1.AghionE.BronfinB.EliezerDTheroleofmagnesiumindustryinprotectingtheenvioronment20012.GrayJE.LuanBProtectivecoatingsonmagnesiumanditsalloys-Acriticalreview20023.YerokhinAL.NieX.LeylandAPlasmaelectrolysisforsurfaceengineering19994.GuoHF.AnMZ.HuoHB.XuSWuLJMicrostructurecharacteristicofceramiccoatingsfabricatedonmagnesiumalloysbymicro-arcoxidationinalkalinesilicatesolutions20065.KuhnAPlasmaanodizingofmagnesiumalloys20036.YerokhinAL.ShatrovbTA.SamsonovV.ShashkovPPilkingtonALeylandAMatthewsAOxideceramiccoatingsonaluminiumalloysproducedbyapulsedbipolarplasmaelectrolyticoxidationprocess20057.WeipingLi.LiqunZhu.YihongLi.BoZhaoGrowthcharacterizationofanodicfilmonAZ91DmagnesiumalloyinanelectrolyteofNa2SiO3andKF[期刊论文]-北京科技大学学报（英文版）2006(5)8.YerokhinAL.LeylandA.MatthewsAKineticaspectsofaluminiumtitanatelayerformationontitaniumalloybyplasmaelectrolyticoxidation20029.BarikaRC.WhartonaJA.WoodaT.StokesKRJonesRLCorrosion,erosionanderosion-corrosionperformanceofplasmaelectrolyticoxidation(PEO)depositedAl2O3coatings200510.GuoHF.AnMZGrowthofceramiccoatingsonAZ91Dmagnesiumalloysbymicro-arcoxidationinaluminate-fluoridesolutionsandevaluationofcorrosionresistance200511.VerdierS.BoinetM.MaximovitchS.DalardFFormation,structureandcompositionofanodicfilmsonAM60magnesiumalloyobtainedbyDCplasmaanodizing200512.KhaselevO.WeissD.YahalomJStructureandcompositionofanodicfilmsformedonbinaryMg-AlalloysinKOH-aluminatesolutionsundercontinuoussparking200113.MonfortF.BerkaniA.MatykinaE.SkeldonPThompsonGEHabazakiHShimizuKDevelopmentofanodiccoatingsonaluminiumundersparkingconditionsinsilicateelectrolyte2007(2)14.LUOSheng-lian.DAILei.ZHOUHai-hui.CHAILi-yuan.KUANGYa-feiNewanodizingprocessformagnesiumalloys[期刊论文]-中南工业大学学报（英文版）2006(2)15.罗胜联.张涛.周海晖.陈劲松.陈金华.旷亚非有机胺对镁合金阳极氧化的影响[期刊论文]-中国有色金属学报2004(4)相似文献(10条)1.学位论文赵晖镁合金的微弧氧化及真空高能束流处理研究2007镁合金是目前可用的最轻的金属结构材料。镁合金具有很多优良的特性：低密度、高的比强度和比刚度、优良的机械加工性能和铸造性、高的热导率、优良的电磁屏蔽性能以及可回收利用等。目前，镁合金已经应用于汽车工业、电子工业、航空航天等领域。然而，限制镁合金结构件广泛应用的主要原因是镁合金较差的耐磨性和耐蚀性。因此，采用合适的表面处理方法，提高镁合金的表面耐腐蚀和耐摩擦磨损性能至关重要。本论文的目的在于借鉴国际上现有研究成果的基础上，进一步探索镁合金材料表面处理的一些新方法，开发先进的镁合金表面处理技术和工艺，利用微弧氧化及高能束流(电子束和离子束)处理技术，系统地研究了镁合金表面处理后表层微观结构及性能(包括硬度，模量，耐磨性及耐蚀性)，研究了表面处理工艺参数对处理层形貌、组织结构的影响规律；分析了结构变化对性能的影响，具体研究内容及结果包括如下三个方面：1．镁合金表面微弧氧化(MAO)：采用微弧氧化技术对镁合金进行表面处理，研究溶液配方和工艺参数对微弧氧化陶瓷层结构与性能的影响；探讨镁合金微弧氧化机理。结果表明，通过微弧氧化处理，镁合金表面可形成一定厚度的陶瓷层，其厚度随处理时间增加而增大。陶瓷层由外层的疏松层，内层的致密层构成，溶液浓度和处理时间不同，各层所占的比例不同。硅酸盐体系中获得的陶瓷层由MgO，Mg,2Si,2O,4和MgSiO,3相组成，陶瓷层形成速度较慢，结构致密；磷酸盐体系中获得的陶瓷层由MgO和MgAl,2O,4相组成，陶瓷层形成速度较快，结构疏松。盐雾实验结果表明，陶瓷层中致密层越厚，其耐蚀性越好，硅酸盐体系中获得的陶瓷层耐蚀性好。纳米压痕及摩擦磨损实验结果表明，陶瓷层纳米硬度和模量明显高于基体合金，其中致密层最高硬度达到基体的5倍以上，陶瓷层耐磨性均比基体有很大提高，不同工艺参数下获得的陶瓷层耐磨性不同，这主要与陶瓷层微观结构密切相关，其中MAO处理样品磨损量最小的，仅为基体镁合金的三十分之一。2．镁合金表面强流脉冲电子束处理(HCPEB)：采用脉冲电压为15kV的电子束表面处理设备对镁合金表面进行处理，研究工艺参数对处理层结构的影响，研究处理层性能变化规律，探讨电子束与镁合金表面作用机理。结果表明，镁合金经强流脉冲电子束表面处理后，镁合金表面出现熔凝层，脉冲电流和脉冲次数对表面熔凝层厚度具有较大的影响作用，表面熔凝层最大厚度可达几十微米；处理层硬度比基体组织有所提高，最高可以达到基体组织硬度的2倍；电子束表面处理后，磨擦系数和磨损量均显著下降，表面耐磨性有所提高，这与晶粒细化导致的硬度提高有关；XRD分析表明，随着脉冲电流的增加，Mg,17Al,12相对应的波峰强度呈上升趋势；并且在处理过的AZ91镁合金中发现AlMg亚稳相。3．镁合金表面强流脉冲离子束处理(HIPIB)：采用加速电压为450kV的离子加速器对镁合金表面进行处理，研究工艺参数对处理层组织和性能的影响，探讨作用机制。结果表明，HIPIB处理后的镁合金截面显微组织，沿离子束处理方向可分为重熔层和细化层两层结构，随着脉冲次数和离子束密度的增加，重熔层和细化层的厚度逐渐增加；HIPIB使镁合金表面快速加热、熔化甚至汽化，当脉冲能量大于100A/cm'2时，镁合金表面会出现大量熔坑；经过HIPIB处理的AZ91镁合金从表面到内部，纳米硬度逐渐降低，最表层硬度是基体合金的2倍，硬化机制有冲击硬化和晶粒细化两种机制，表面硬化使处理后的镁合金耐磨性有很大程度提高；由于HIPIB处理具有表面清洁与去吸附作用，表层合金元素的均匀化作用和表层的组织细化作用，处理后的镁合金表面耐腐蚀性能也有明显提高。2.学位论文揭军镁合金陶瓷膜的微弧氧化制备及其性能2004该文研究了硅酸盐和铝酸盐溶液体系中AZ91D镁合金微弧氧化过程.分析了电解液浓度、电流密度和氧化时间等工艺参数对镁合金微弧氧化陶瓷膜生长过程及性能的影响,并利用SEM、XRD、EDS等技术观察分析了陶瓷膜层的微观组织和结构特点.通过观察反应过程中电压随时间的变化,给出了恒电流工作方式下微弧氧化的电压-时间规律曲线,并指出曲线与膜层生长过程的对应关系,据此提出了分阶段逐级提升电流密度的微弧氧化优化工艺.研究表明,微弧氧化工艺参数,如电解液组成、电流密度及反应时间等因素对生成的陶瓷膜的质量和性能有着显著的影响.在恒定电流密度工作方式下进行微弧氧化,各参数有一个性能最佳点,参数过高或过低都会降低膜层的性能.镁合金微弧氧化陶瓷膜主要由疏松层和致密层组成.疏松层具有许多微孔结构,微孔是膜层击穿过程中形成的放电通道.微弧氧化电解质溶液不同,所制得的氧化膜层的组织形貌也有很大不同,微弧氧化膜层的组织结构对耐蚀性有很大的影响.通过酸性点滴试验、中性盐雾试验和极化曲线测试等试验表明,硅酸盐溶液体系微弧氧化制得的陶瓷膜,其膜层组织连续致密,耐蚀性较好;而铝酸盐溶液体系微弧氧化制得的膜层组织不连续,结构疏松,因而耐蚀性差.通过微弧氧化,电解液中的离子能够进入膜层参与成膜反应.微弧氧化膜层的成分和相结构随反应电解液的不同而变化.在硅酸盐溶液体系,镁合金微弧氧化陶瓷层主要由MgO和少量的Mg,2SiO,4相组成;而在铝酸盐溶液体系下的微弧氧化膜层的主要组成相是MgAl,2O,4.3.学位论文刘元刚镁合金微弧氧化及耐蚀性的研究2004该文研究了AZ91D铸造镁合金在硅酸盐溶液体系中的微弧氧化工艺、所生成的微弧氧化膜的耐蚀性能、微弧氧化膜随时间的生长规律以及微弧氧化涂装方法对膜层耐蚀性的影响.分别采用直流、单向脉冲和双向对称脉冲电压和多种电解液对镁合金的微弧氧化工艺进行了尝试和探索;在硅酸盐溶液体系中,阴、阳极都采用镁合金工件,利用双向对称脉冲电压对其进行微弧氧化,最终在阴、阳极镁合金上同时电沉积微弧氧化膜;利用两组正交优化设计,分别对电解液和电参数组成进行优化,由方差和极差分析确定主次影响因素,获得了双向对称脉冲电压阴、阳极镁合金微弧氧化的最佳工艺.对采用不同电压模式生成的微弧氧化膜的性能特别是耐蚀性能进行了研究.研究发现,直流电压、单向脉冲电压和双向对称脉冲电压阴、阳极微弧氧化膜具有相似的形貌、组成和结构,膜层表面存在许多放电微孔洞,膜层由表面疏松层和内部致密层构成,膜的相组成主要是Mg,2SiO,4及少量CeO,2、α-Al,2O,3和α-MgF,2;四种微弧氧化膜的耐蚀性能接近,经微弧氧化处理后的镁合金的耐蚀性得到显著改善,但其在苛刻的环境中所提供的保护比较有限.为探索微弧氧化膜的生长规律,对不同时间的阴、阳极微弧氧化膜的性能进行了研究.发现,随微弧氧化时间的延长,膜层重量逐步增大,阴、阳极膜增重量符合直线规律,膜层表面微孔洞的尺寸和数量增大,表面疏松层所占比例提高,膜层的Mg含量降低、Si含量升高;在CorrosiveWater中,经不同时间氧化的镁合金微弧氧化膜的耐蚀性都有较大提高,其中以微弧氧化45min时最显著.通过交流阻抗和盐雾实验研究发现,溶胶-凝胶、有机硅和有机涂层作为微弧氧化的涂装方法均具有一定的有效性,较大地提高了镁合金的耐蚀性,尤其以微弧氧化膜上涂覆环氧底漆