AZ系列鎂合金陽極氧化膜的半導(dǎo)體特性研究.pdf

1、鎂合金具有密度小，比強(qiáng)度、比剛度高，電磁屏蔽性、減震性好等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景廣闊。但鎂合金的耐腐蝕性較差，制約了其更廣泛的應(yīng)用。鎂合金陽極氧化是一種行之有效的提高鎂合金耐腐蝕性能的表面處理方法。
　　論文以半導(dǎo)體理論為基礎(chǔ)，采用電化學(xué)測(cè)試方法并結(jié)合Mott-Schottky分析和阻抗特性分析，研究了AZ31、AZ61、AZ91等AZ系列鎂合金基體及其陽極氧化膜在電解質(zhì)（陽極氧化液、3.5％氯化鈉）溶液中的半導(dǎo)體特性及其耐蝕性，為鎂合金

2、陽極氧化方法的改進(jìn)奠定基礎(chǔ)。
　　AZ31鎂合金陽極氧化膜在3.5%NaCl溶液中不同頻率下的Mott-Schottky曲線顯示，1kHz以下低頻區(qū)，耗盡層的Mott-Schottky曲線斜率隨頻率的增加而增大；1kHz以上高頻區(qū)，隨著頻率的增加，電容值趨于穩(wěn)定。AZ系列鎂合金基體及其陽極氧化膜在陽極氧化液中的半導(dǎo)體特性表明，AZ91氧化膜的Mott-Schottky曲線斜率最大，施主濃度（ND=0.229×1018cm-3）最小

3、，平帶電位（EFB=-1.580V）最負(fù)，耐蝕性最好。AZ系列鎂合金基體及其陽極氧化膜在3.5%NaCl溶液中的半導(dǎo)體特性表明，三者都隨極化電位變化均由n-型轉(zhuǎn)變?yōu)閜-型半導(dǎo)體；AZ91氧化膜的Mott-Schottky曲線斜率最大，施主濃度（ND=0.911×1018cm-3）最小，平帶電位（EFB=-2.105V）最負(fù)，陽極氧化膜耐蝕性優(yōu)于其他兩種，與AZ91基體耐蝕性正好相一致。在電流密度10mA/cm2、氧化時(shí)間20min、電解

4、液溫度20℃的工藝條件下的AZ31陽極氧化膜Mott-Schottky曲線斜率最大，施主濃度（ND=1.531×1018cm-3）最小，平帶電位（EFB=-2.002V）更負(fù)，Cl-吸附及滲透最困難，陽極氧化膜耐蝕性最好。
　　XRD分析得知AZ31基體由α-Mg相組成，AZ61及AZ91基體均由α-Mg相和β-Mg17Al12相組成，陽極氧化膜則主要由鎂橄欖石Mg2SiO4和MgO相組成。根據(jù)點(diǎn)缺陷模型（PDM）理論提出了鎂合金