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镁合金微弧氧化/导电复合涂层工艺研究

作　者: 张晓琳
导　师: 郝建民
学　校: 长安大学
专　业: 材料学
关键词: 镁合金 微弧氧化 化学镀镍 导电性
分类号: TG174.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 206次
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内容摘要


微弧氧化技术可以使镁合金表面形成陶瓷层,如果在陶瓷层表面再进行化学镀镍处理,不仅可使镁合金表面具有优良的耐蚀性,并且还可以达到导电的需要,从而扩大其应用范围。本实验利用自行研制的微弧氧化装置,研究了镁合金微弧氧化陶瓷层生长过程及变化规律。利用SEM和X射线衍射分析了陶瓷层的微观形貌和结构,研究表明微弧氧化膜层表面有许多微孔,由疏松层、致密层、过渡层组成,主要相为MgO、Mg、Mg2SiO4。极化曲线及Tafel斜率测试结果表明:在本实验范围内,厚度为10μm时,出现了各种因素的最佳配合,陶瓷层耐蚀性能优于5μm和20μm。工艺研究表明:根据微弧氧化膜层的特殊结构,采用低盐酸浓度的敏化、活化法进行前处理将达到较为理想的效果。优化得到的化学镀镍工艺配方为:碱式碳酸镍12g/L,次亚磷酸钠26g/L,柠檬酸5g/L,氟化氢铵20 g/L,硫脲1mg/L,pH（NH3-H2O调节）值为8,温度80±1℃。SEM观察表明不同微弧氧化膜层厚度上化学镀镍层的表面呈现不同的形貌,这主要是镀前基体的微观结构影响所致。谱线分析表明化学镀镍层与微弧氧化膜层起到了互锁的作用,其结合良好。热处理温度达到400℃时,可以大大提高镀层的显微硬度。点滴加速腐蚀实验结果表明,复合镀层较单一膜层有更好的耐蚀性。化学镀镍层的电阻率随着镀层厚度的增加而减小,在厚度达到10pm左右时,电阻率趋于定值。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-19
  1.1 镁及镁合金概述  9-13
    1.1.1 镁及镁合金的特点  9
    1.1.2 镁合金的应用  9-10
    1.1.3 镁合金的腐蚀行为  10-11
    1.1.4 镁合金的表面处理方法  11-13
  1.2 微弧氧化技术  13-15
    1.2.1 微弧氧化技术的发展与研究现状  14
    1.2.2 微弧氧化机理  14
    1.2.3 微弧氧化技术的特点及应用前景  14-15
  1.3 化学镀技术  15-17
    1.3.1 化学镀技术的发展与研究现状  16-17
    1.3.2 化学镀技术的特点及应用  17
    1.3.3 化学镀技术目前存在的主要问题  17
  1.4 本课题的选题背景及主要研究内容  17-19
第二章 实验条件及研究方案  19-28
  2.1 实验方法  19-20
    2.1.1 实验工艺流程  19
    2.1.2 实验材料及试样制备  19
    2.1.3 实验仪器及装置  19-20
  2.2 微弧氧化处理的实验操作  20-21
    2.2.1 前处理  20
    2.2.2 微弧氧化工艺  20-21
    2.2.3 后处理  21
  2.3 化学镀镍的实验操作  21-24
    2.3.1 化学镀镍溶液的配制方法  21
    2.3.2 镀前处理  21-23
    2.3.3 化学镀镍溶液的组分  23-24
    2.3.4 镀后处理  24
  2.4 测试方法  24-28
    2.4.1 化学镀沉积速度的测定  24
    2.3.2 膜层、镀层厚度的测定  24-25
    2.4.3 表面和截面形貌观察  25
    2.4.4 膜层和镀镍层的相组成分析  25
    2.4.5 镀层显微硬度的测定  25
    2.4.6 镀层结合强度的测试  25
    2.4.7 孔隙率的检验  25-26
    2.4.8 耐蚀性的测定  26
    2.4.9 导电性的测定  26-28
第三章 镁合金的微弧氧化  28-36
  3.1 镁合金的微弧氧化  28-31
  3.2 镁合金微弧氧化膜层的性能  31-35
    3.2.1 微弧氧化膜层的形貌分析  31-32
    3.2.2 微弧氧化膜层的相成分  32-33
    3.2.3 微弧氧化膜层的电化学分析  33-35
  3.3 本章小结  35-36
第四章 镁合金微弧氧化膜层表面化学镀镍的工艺研究  36-47
  4.1 化学镀镍的机理  36-38
    4.1.1 化学镀镍的热力学  36-37
    4.1.2 化学镀镍的动力学  37-38
  4.2 化学镀工艺研究  38-46
    4.2.1 前处理工艺的影响  38-41
    4.2.2 化学镀镍溶液成分的影响  41-44
    4.2.3 工艺参数的影响  44-46
  4.3 本章小结  46-47
第五章 微弧氧化膜上化学镀镍层性能  47-57
  5.1 微弧氧化膜上化学镀镍层的形貌  47-51
  5.2 微弧氧化膜上化学镀镍层的结合强度  51
  5.3 微弧氧化膜上化学镀镍层的硬度  51-52
  5.4 微弧氧化膜上化学镀镍层的孔隙率  52
  5.5 微弧氧化膜上化学镀镍层的耐蚀性  52-53
  5.6 微弧氧化膜上化学镀镍层的导电性  53-56
  5.7 本章小结  56-57
结论  57-58
攻读学位期间取得的研究成果  58-59
参考文献  59-62
致谢  62

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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 > 腐蚀的控制与防护 > 金属表面防护技术
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