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工业废水介质的铝合金着色工艺研究

作　者: 刘文静
导　师: 唐子龙
学　校: 天津大学
专　业: 材料学
关键词: 铝阳极氧化 电解着色 着色膜 耐蚀性 电化学阻抗谱 极化曲线
分类号: TG177
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


本文使用工业废水作为电解液，采用阳极氧化法和直流恒压电解着色法进行工业纯铝L3的着色，得到了棕黄铜色的膜。本文通过探索铝合金阳极氧化及着色工艺，研究了一种以工业废水为着色介质，有效再利用工业废水的铝合金着色技术。采用恒电流法进行铝阳极氧化，通过对比阳极氧化电流密度、电解液成分和时间对阳极氧化膜性能的影响，初步确定了铝阳极氧化工艺，即以组成为硫酸200g/L、丙三醇15ml/L和乙醇5ml/L的溶液作为电解液，在15A/dm~2的恒电流模式下进行180min电解，此时得到的阳极氧化膜膜层均匀，孔隙率和厚度符合着色要求。采用直流电压法对经过阳极氧化的L3进行着色处理得到棕黄铜色的膜，并通过分析着色电压和时间对L3颜色和耐蚀性能的影响，确定了着色工艺。电压值和时间均影响着色膜的颜色及耐蚀性能，将阳极氧化膜试样作为阴极在工业废水介质中进行电解，且在电压幅值为15V，着色时间为8min时得到的着色膜色彩均匀，耐磨性，结合力和耐热性均较好。采用了极化曲线和电化学阻抗谱（EIS）等方法研究了L3着色膜的耐蚀性能，主要是由极化曲线中的自腐蚀电位及自腐蚀电流密度值及EIS图谱中R_p值来判定着色膜的耐蚀性。最终得出L3着色膜在强酸性介质和弱酸性介质中的R_p值分别为：7.168kΩ·cm~2和0.2444kΩ·cm~2；在强碱性介质和弱碱性介质中的R_p值分别为：6.337E9kΩ·cm~2和1.793E13kΩ·cm~2，在中性介质中的R_p值为0.4523kΩ·cm~2。其中在碱性环境中时着色膜的耐蚀性能较好，而且着色膜在各种溶液中的耐蚀性较未进行处理的空白试样要好。

全文目录


中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-22
  1.1 铝及铝合金的应用现状及发展前景  7-10
  1.2 工业废水的处理及再利用  10-12
    1.2.1 工业废水概述  10-11
    1.2.2 工业废水的危害及再利用  11-12
    1.2.3 冶金工业废水  12
  1.3 铝合金的表面技术  12-19
    1.3.1 铝合金的阳极氧化  13-16
    1.3.2 阳极氧化膜的着色技术  16-19
  1.4 铝合金着色膜的性能测试方法  19-20
    1.4.1 耐蚀性测量方法  19
    1.4.2 耐磨性、耐热性及耐热裂性  19-20
  1.5 本文研究思路和内容  20-22
第二章 实验技术  22-29
  2.1 实验材料及实验溶液  22-23
  2.2 实验药品及试剂  23
  2.3 实验仪器和装置  23-24
  2.4 着色膜层制备  24-26
  2.5 表面分析技术  26-27
    2.5.1 阳极氧化膜的表面形貌  26
    2.5.2 耐磨性与结合力测试  26-27
    2.5.3 耐热性和耐热裂性  27
  2.6 着色膜耐蚀性能检测  27-29
    2.6.1 电化学测试系统及检测溶液  27-28
    2.6.2 测试方法  28-29
第三章 铝合金阳极氧化着色膜的制备工艺研究  29-45
  3.1 阳极氧化膜的制备工艺研究  29-36
    3.1.1 电流密度的影响  29-30
    3.1.2 电解液的影响  30-33
    3.1.3 时间的影响  33-35
    3.1.4 阳极氧化工艺总结  35-36
  3.2 着色膜的制备工艺研究  36-45
    3.2.1 电压的影响  37-41
    3.2.2 时间的影响  41-44
    3.2.3 着色工艺总结  44-45
第四章 铝合金着色膜的性能研究  45-60
  4.1 铝合金阳极氧化着色膜在酸性介质中的耐蚀性能研究  45-51
    4.1.1 铝合金阳极氧化着色膜在强酸性介质中的耐蚀性  45-49
    4.1.2 铝合金阳极氧化着色膜在弱酸性介质中的耐蚀性  49-51
    4.1.3 铝合金阳极氧化着色膜在酸性环境下的点蚀性能  51
  4.2 铝合金阳极氧化着色膜在碱性介质中的耐蚀性能研究  51-56
    4.2.1 铝合金阳极氧化着色膜在强碱性介质中的耐蚀性  52-54
    4.2.2 铝合金阳极氧化着色膜在弱碱性介质中的耐蚀性  54-56
  4.3 铝合金阳极氧化着色膜在中性介质中的耐蚀性能研究  56-59
    4.3.1 铝合金阳极氧化着色膜在中性介质中的耐蚀性  56-58
    4.3.2 铝合金阳极氧化着色膜在中性环境下的孔蚀性能  58-59
  4.4 其他性能  59-60
    4.4.1 耐磨性和结合力  59
    4.4.2 耐热性和耐热裂性  59-60
第五章 全文总结  60-61
参考文献  61-65
发表论文和科研情况说明  65-66
致谢  66

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属腐蚀与保护、金属表面处理 > 金属着色
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