导　　师： 李文芳

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 镁合金以轻质高强,易加工,抗电磁干扰强,抗震性好等优点在3C电子、交通运输等工业领域有广阔的应用前景,但镁合金自身较差的耐蚀性限制了其大规模使用。近年来,微弧氧化以工艺简单、电解液环保、膜层结合力优良以及可一次着色等优点成为常用的镁合金表面防护与装饰方式。但现有的工艺往往需要较大电流密度或较长处理时间。此外,微弧氧化过程中电解液温度的上升对膜层的影响尚不清楚。因此,有必要对微弧氧化工艺参数及电解液温度的影响进行研究。本研究使用双极性脉冲电源,在恒流模式下,通过正交试验+单因素实验得到电流密度为3A/dm2,处理时间为8min的微弧氧化工艺。随电解液温度上升,阶段1、4持续时间缩短,阶段3持续时间增加,阶段4终止电压逐渐下降。随电解液温度上升,膜层RVO(RVO=V2O3含量/V2O5含量)由3.62下降至0.28,膜层黑度值由24.8上升至29.03,膜层黑度下降。温度上升,膜层内部致密性下降,膜层表面粗糙度先下降后上升,膜层结合力由1.53MPa（5℃）上升至2.65MPa（35℃）,膜层耐蚀性曲折变化,膜层腐蚀电流密度最低为5.07μA/cm2（5℃）,最高为7.99μA/cm2（35℃）。此外,通过热力学计算,阐明了NH3对着色过程的重要影响,解释了电解液温度升高使膜层黑度下降的现象。为减小电解液温度过高对膜层性能的不利影响,研究了还原剂碳酰肼对微弧氧化膜生长及性能的影响。发现,随碳酰肼含量上升,阶段2最高电压增速出现的时间（峰顶位置）先推迟后前移且添加碳酰肼后阶段2的持续时间显著增加,阶段3的持续时间缩短。随碳酰肼含量上升,膜层致密性上升,粗糙度下降,膜层RVO上升,最高为1.4（6g/L）,膜层黑度值下降,最低为24.76（6g/L）,膜层黑度上升。此外,膜层结合力随碳酰肼的不断加入由2.65MPa（0g/L）提升至4.72MPa（8g/L）。膜层腐蚀电流密度随碳酰肼的不断加入由7.99μA/cm2（0g/L）下降至3.97μA/cm2（8g/L）。为验证镁合金基体中Al元素的还原作用,研究了AZ31B、AZ61、AZ91D镁合金微弧氧化膜生长过程及性能。发现,随着Al含量上升,起弧初期电压增速逐渐下降,阶段2峰顶平台逐渐变宽,该阶段的最高电压增速持续时间逐渐增加。随Al含量上升,膜层结合力有所上升,但AZ61与AZ91D膜层结合力相近。随Al含量上升,膜层腐蚀电流密度由7.2μA/cm2（AZ31B）下降至3.98μA/cm2（AZ91D）。此外,随Al含量上升,膜层内部V2O3、Al2O3与MgAl2O4含量上升,但膜层表面形貌、黑度未发现明显变化。更多还原

关 键 词： [4650020]镁铝合金 黑色微弧氧化膜 电解液温度 着色机理 [2518900]碳酰肼 [8160350]AL含量

分 类 号： [TG174.4]

领　　域： []