氮化鋁顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的腐蝕行為研究.pdf

1、高體積分?jǐn)?shù)A1N顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料 (Al/AlN<,p>) 可以把基體熱傳導(dǎo)率高與增強(qiáng)體熱膨脹率低的特性相結(jié)合,獲得具有良好綜合熱性能的復(fù)合材料.然而與其它金屬基復(fù)合材料一樣,增強(qiáng)體AlN顆粒的引入會(huì)對(duì)Al/AlN.的耐蝕性能產(chǎn)生影響,同時(shí)由于增強(qiáng)體AlN顆粒較易水解,使得Al/AlN<,p>的腐蝕行為更為復(fù)雜.本文從腐蝕電化學(xué)的角度出發(fā),系統(tǒng)地對(duì)Al/AlN<,p>的腐蝕影響因素、腐蝕機(jī)制以及AlN水解的作用進(jìn)行了研究,在此基礎(chǔ)上

2、,探索了Al/AlN<,p>堿性條件下的陽極氧化處理工藝,有效地提高了Al/AlN<,p>的耐蝕性能.本文以6063/AlN<,p>為研究對(duì)象,采用極化技術(shù),電化學(xué)阻抗和浸泡方法,詳細(xì)研究了AlN顆粒的引入、溶液pH值以及AlN顆粒的水解對(duì)6063/AlN<,p>的腐蝕行為的影響.研究結(jié)果表明,AlN顆粒的加入并不影響6063/AlN<,p>的點(diǎn)蝕敏感性,而AlN顆粒的水解才是導(dǎo)致6063/AlN<,p>耐蝕性能下降的主要原因.研究還發(fā)

3、現(xiàn),AlN顆粒的水解在腐蝕的不同階段起著不同的作用.在腐蝕前期,AlN顆粒的水解使點(diǎn)蝕電位以及重鈍化電位降低,并且不僅促進(jìn)了材料的陽極反應(yīng)過程,同時(shí)也使陰極反應(yīng)過程更容易發(fā)生,加速了6063/AlN<,p>的腐蝕.在腐蝕后期,AlN顆粒的水解有助于表面障礙層的形成,使6063/AlN<,p>的腐蝕機(jī)制由電荷傳遞控制過程向離子擴(kuò)散控制過程轉(zhuǎn)變,對(duì)材料的腐蝕產(chǎn)生了抑制作用.另外,研究發(fā)現(xiàn),因?yàn)锳lN顆粒的水解,6063/AlN<,p>在腐蝕

4、過程中還存在微電偶腐蝕過程. 為了了解材料表面的腐蝕強(qiáng)度和趨勢(shì),本文考察了6063/AlN<,p>在中性3.5wt﹪NaCI溶液中腐蝕過程的電化學(xué)噪聲特征,同時(shí)利用薄片滲透法對(duì)它的腐蝕動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究.結(jié)果發(fā)現(xiàn),對(duì)噪聲譜進(jìn)行頻域分析可以有效地預(yù)測(cè)6063/AlN<,p>的腐蝕趨勢(shì).當(dāng)6063/AlN<,p>的浸泡時(shí)間為1d

5、緩.研究還表明,6063/AlN<,p>的腐蝕在浸泡時(shí)間大約為120h時(shí)存在一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn),在此之前,蝕點(diǎn)呈線性生長(zhǎng)模式,蝕點(diǎn)深度可以表達(dá)為:d=00097t+0.057(24h函數(shù)生長(zhǎng)模式,蝕點(diǎn)深度表達(dá)為:d=0.0475t<'0.249> (t>120h).為了提高6063/A1N.的耐蝕性能,本文分別對(duì)其進(jìn)行了酸性和堿性條件下的陽極氧化處理.用電化學(xué)阻抗、極化方法、開路電位和點(diǎn)滴試

6、驗(yàn)對(duì)它們的耐蝕性能進(jìn)行了評(píng)價(jià).結(jié)果表明:由于在堿性條件下,增強(qiáng)體AlN顆粒水解,對(duì)陽極氧化膜層中的多孔層起著充填作用,生成的陽極氧化膜層明顯要優(yōu)于酸性條件下生成的陽極氧化膜層.堿性陽極氧化膜層的防腐效果與堿性溶液中的NaOH濃度有關(guān),當(dāng)所NaOH濃度為0.7N時(shí),防腐效果在本試驗(yàn)中最好.另外,對(duì)堿性條件下生成的陽極氧化膜層分別進(jìn)行重鉻酸鹽封孔處理和熱水封孔處理發(fā)現(xiàn),前者比后者的耐腐蝕性能更好.對(duì)它們的結(jié)構(gòu)觀察表明,熱水封孔處理的表面比較