鋁合金硼酸―硫酸陽極氧化膜結(jié)構(gòu)及耐蝕性研究.pdf

1、硼酸―硫酸陽極氧化膜具有優(yōu)良的耐蝕性，克服了普通硫酸陽極氧化膜疲勞性能差的缺點，且對環(huán)境污染較小，因此具有廣泛的應用前景。本文優(yōu)化了新研制的2×××、7×××鋁合金的硼酸―硫酸陽極氧化工藝；通過SEM、AFM、掃描Kelvin探針技術(shù)及交流阻抗譜，研究了硼酸對氧化膜結(jié)構(gòu)及耐蝕性的影響；針對硼酸―硫酸陽極氧化膜，探索了一種的綠色鈰鹽轉(zhuǎn)化封閉工藝，結(jié)果表明：
　　在24~26℃的50 g/L H2SO4+8g/L H3BO3電解液中，

2、2×××鋁合金采用15~18V、7×××鋁合金采用15V電壓氧化25min可獲得3~4μm厚的陽極氧化膜。該膜層與涂層結(jié)合力可達0極，經(jīng)稀鉻酸封閉后可通過504h的中性鹽霧試驗；其微觀結(jié)構(gòu)與典型的硫酸陽極氧化膜類似，為多孔型氧化膜，只是孔徑較小，孔狀結(jié)構(gòu)不明顯；該膜層主要由Al、O、S組成，但O的含量遠高于Al2O3計量比的含量，據(jù)此推測膜層中除Al2O3外，可能存在一定量的水合Al2O3。
　　在硼酸―硫酸陽極氧化體系中，硫酸含

3、量對膜重和耐蝕性影響最大，而硼酸主要影響氧化膜多孔層的結(jié)構(gòu)形式。硼酸有助于降低電解液對氧化膜的溶解性，改善膜層外觀和多孔層結(jié)構(gòu)，使膜層變得更加均勻致密、孔徑更小，表現(xiàn)為多孔層電阻Rp增大、電容CPEp減小，表面勢正移，電子逸出所需的功增大；但電解液中硼酸含量過高，又會使膜層的孔徑變大、阻抗變小、表面勢降低。在該氧化過程中，調(diào)整氧化電壓或電解液溫度都會引起氧化電流密度和電解液溶解性的變化，從而影響氧化行為和膜層性能；硼酸―硫酸陽極氧化膜的

4、膜重基本上是由電流密度和時間決定的，即只與通電量有關(guān)。
　　采用交流阻抗譜技術(shù)研究了鈰鹽轉(zhuǎn)化封閉參數(shù)對氧化膜耐蝕性的影響，并優(yōu)化了該封閉工藝，結(jié)果發(fā)現(xiàn)將硼酸―硫酸陽極氧化試樣浸入30℃的鈰鹽轉(zhuǎn)化液（5 g/L Ce(NO3)3+5 ml/L H2O2）中處理30min后，其多孔層電阻大幅增加，耐蝕性明顯改善，其封閉效果明顯好于沸水封閉，可與稀鉻酸封閉相媲美。EDS結(jié)果分析表明，鈰鹽轉(zhuǎn)化封閉后硼酸―硫酸陽極氧化膜的外表面形成了一層完