1、中南大學(xué)博士學(xué)位論文AZ91D鎂合金微弧氧化-溶膠凝膠復(fù)合膜層制備及其耐蝕性姓名:尚偉申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:博士專業(yè):電化學(xué)工程指導(dǎo)教師:陳白珍;石西昌20110305博士學(xué)位論文摘要層,形成復(fù)合膜層。通過掃描電鏡、能譜、x衍射、差熱熱重、紅外光譜、極化曲線、交流阻抗和循環(huán)陽極極化曲線等分析測(cè)試方法,優(yōu)化了溶膠制備工藝和溶膠凝膠層沉積工藝,系統(tǒng)研究了復(fù)合膜的形貌、組成、結(jié)構(gòu)等特征及其耐蝕性。結(jié)果表明,最佳溶膠制備工藝為:Si:Zr摩爾比為2:1
2、,水浴時(shí)間30聊切,水浴溫度50℃,pH值為3。最佳溶膠凝膠膜層沉積工藝為:采用凝膠化工藝處理,干燥溫度控制在80跬右,干燥時(shí)間1辦,固化溫度150℃,固化時(shí)間O5辦,浸涂次數(shù)3次。優(yōu)化工藝下所制備的復(fù)合膜為微晶與玻璃態(tài)的混合結(jié)構(gòu),表面微觀缺陷較少,結(jié)合力和致密性都較好,具有較強(qiáng)的耐蝕性。研究了微弧氧化膜的生長(zhǎng)過程,分析了處于不同生長(zhǎng)階段氧化膜的形貌、成分和耐蝕性。首次采用Gaussian03分析軟件,計(jì)算了溶膠凝膠層吸附前后體系中的相
3、關(guān)鍵長(zhǎng)、荷電狀態(tài)和結(jié)合能,從分子或原子水平上分析了復(fù)合膜層間的結(jié)合狀態(tài)。結(jié)果表明,處于不同生長(zhǎng)階段氧化膜的結(jié)構(gòu)形貌與其耐蝕性具有對(duì)應(yīng)關(guān)系。溶膠凝膠膜在微弧氧化膜表面的吸附更加穩(wěn)定,復(fù)合膜的層間結(jié)合力較好,為在AZ91D鎂合金表面制備高性能的防腐蝕涂層提供了一定的理論依據(jù)。使用極化曲線與交流阻抗技術(shù),深入研究了微弧氧化膜和復(fù)合膜在不同腐蝕介質(zhì)中的腐蝕擴(kuò)展過程。并針對(duì)性的建立了不同的等效電路模型,對(duì)微弧氧化膜和復(fù)合膜在不同腐蝕介質(zhì)和不同腐蝕
4、時(shí)期的腐蝕行為進(jìn)行了詳細(xì)的分析。結(jié)果表明,在35%氯化鈉溶液、35%硫酸鈉溶液和模擬海水溶液中,微弧氧化膜和復(fù)合膜表現(xiàn)出某些相似的腐蝕電化學(xué)行為,也出現(xiàn)一些不同的特征。在不同的腐蝕介質(zhì)以及不同的腐蝕時(shí)期,腐蝕控制過程會(huì)發(fā)生改變。最后,在鎂合金表面成功制備了有色復(fù)合膜層,并采用掃描電鏡、能譜、紅外光譜、極化曲線和循環(huán)陽極極化曲線等分析測(cè)試方法,探討了有色復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)形貌、耐腐蝕性能和耐蝕機(jī)理。結(jié)果表明,本文所制備的有色復(fù)合膜表面光滑,著色