鎂合金微弧氧化膜層制備技術(shù)及其耐蝕性研究（可編輯）

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1、鎂合金微弧氧化膜層制備技術(shù)及其耐蝕性研究西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文鎂合金微弧氧化膜層制備技術(shù)及其耐蝕性研究姓名:吳國(guó)建申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:碩士專業(yè):材料學(xué)指導(dǎo)教師:蔣百靈20020101摘要鎂合金微弧氧化膜層制備技術(shù)及其耐蝕性研究學(xué)科:材料學(xué)指導(dǎo)教師:蔣百靈教授符長(zhǎng)璞教授作者:吳國(guó)建作者簽名:答辯日期:.導(dǎo)師簽名:摘要本文采用對(duì)比實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)的方法系統(tǒng)地研究了硅酸鹽、磷酸鹽、六偏磷酸鹽和碳酸鹽體系的鎂合金微弧氧化處理液配方組成及微弧氧化處理工藝對(duì)微弧氧化陶瓷層性能的影響。借助于、和等方法,觀察了鎂合金微弧氧化陶瓷層的生長(zhǎng)特性、測(cè)定了陶瓷層的相組成和元素在陶瓷

2、層不同深度的分布,分析了影響徽弧氧化陶瓷層耐蝕性的主要因素。本次研究?jī)?yōu)化出了磷酸鹽體系、硅酸鹽體系和六偏磷酸鹽體系配方,并在此基礎(chǔ)上研制出更優(yōu)的配方及其工藝參數(shù)。研究表明,鎂臺(tái)金微弧氧化陶瓷層由疏松層、致密層和過(guò)渡層三部分組成。在不同的工藝參數(shù)下制得的微弧氧化陶瓷層其琉松層、致密層和過(guò)渡層的比例不同.徽弧氧化時(shí)問(wèn)、電流密度、電流占空比、電流頻率、電解液組成和溫度等各工藝參數(shù)對(duì)微弧氧化陶瓷層的耐蝕性能和膜層質(zhì)量均有明顯的影響。從組織結(jié)構(gòu)觀察發(fā)現(xiàn)陶瓷層的致密性、陶瓷層的厚度及相組成是影響其耐蝕性的內(nèi)因,其中膜層致密性最為關(guān)鍵。微弧氧化工藝參數(shù)僅是影響微弧氧

3、化陶瓷層耐蝕性的外因。微弧氧化陶瓷層主要由、尖晶石相和無(wú)定形相組成,且其相對(duì)含量隨不同條件和位置而變化。膜層中無(wú)定形相含量高于,最高可達(dá)%。關(guān)健詞:微弧氧化鎂合金陶瓷層相組成耐蝕性ⅣⅡⅡ燴】啉礬.::..:.::,自刪;∞咄,,.,,咯∞抒Ⅸ,也...Ⅱ.壘里鬯.∞..,,.%.%.:...前言‘‘量刖瞢信息產(chǎn)業(yè)是當(dāng)今最具潛力的高新技術(shù)支柱產(chǎn)業(yè),信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要求電子產(chǎn)品不斷地朝小型化、便攜式方向發(fā)展,并且對(duì)電子產(chǎn)品的散熱和防輻射性能提出了更高的要求。隨著對(duì)電子產(chǎn)品輕質(zhì)化、小型化、集成化及散熱和防輻射性能的要求越來(lái)越高,電子器件所要求的壁厚越來(lái)越薄,一

4、般的塑料已無(wú)法滿足要求,而鎂合金則具有明顯的優(yōu)勢(shì),因其不可替代的綜合性能優(yōu)勢(shì)被譽(yù)為世紀(jì)最理想的電子產(chǎn)品殼體材料【.】。與其它輕質(zhì)材料相比,鎂合金具有如下的性能特點(diǎn)【】:.比重小./,是常用金屬材料中最輕的,適合制造殼體類(lèi)制品。.比強(qiáng)度高。.良好的機(jī)加工性能和導(dǎo)熱性能。.具有比鋁合金更大的承受沖擊載荷的能力,能量衰減系數(shù)大,在一應(yīng)力下,是鋁合金衰減系數(shù)的?倍,被譽(yù)為汽車(chē)方向盤(pán)及所有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的理想材料。.電磁相容性:采用鎂合金制造電子產(chǎn)品外殼不需要作導(dǎo)電處理,就能獲得良好的屏蔽效果,可用作手提電腦,移動(dòng)通信設(shè)備的殼體等,而現(xiàn)用的塑料殼體內(nèi)外表面均須作導(dǎo)電處

5、理,增加了制造成本。鎂合金的電磁屏蔽特性和輔助散熱功能已引起各種電腦、手機(jī)等信息產(chǎn)品制造商的極大興趣,由于電腦及其它通信產(chǎn)品芯片運(yùn)行速度越來(lái)越快,導(dǎo)致發(fā)熱功率的密度不斷升高,因此必須把系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的熱量迅速散發(fā)到大氣中,使元器件的溫度維持在可靠的范圍內(nèi),以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和延長(zhǎng)壽命。而鎂合金的比熱是常見(jiàn)金屬中最高的【,鎂合金外殼導(dǎo)熱快,自身又不易發(fā)熱,是制作電子器材殼體的理想材料。其次,鎂合金有良好的屏蔽效果。既可減少電子產(chǎn)品工作時(shí)信號(hào)干擾,又可減少..西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文對(duì)人體的危害。此類(lèi)產(chǎn)品不僅市場(chǎng)需求穩(wěn)定上升,而且更新?lián)Q代周期較短,所以殼體材料

6、需求量很大。鎂合金因其性能方面不可替代性和環(huán)保方面可循環(huán)使用性,已被業(yè)內(nèi)認(rèn)定為新的殼體材料。有資料表明】,中國(guó)已成為全球性電子產(chǎn)品殼體主要制造基地,因此今后幾年鎂合金電子產(chǎn)品殼體的市場(chǎng)需求必將迅速增加。雖然鎂及鎂合金具有許多優(yōu)點(diǎn),并且得到了廣泛的應(yīng)用,而且其應(yīng)用還在進(jìn)一步擴(kuò)大。但是鎂的電極電位很低,當(dāng)在潮濕的氣氛中與其它高電位金屬接觸時(shí),極易產(chǎn)生接觸腐蝕。而且鎂合金的電極電位更低,更易產(chǎn)生腐蝕。同時(shí),由于金屬表面一般來(lái)說(shuō)都不是很光滑的,還存在著由雜質(zhì)構(gòu)成的陰極相【】,因此在潮濕的氣氛中極易產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng),形成點(diǎn)腐蝕【】。鎂在大氣中雖能自然形成堿式碳酸鹽

7、膜,但這種自然氧化膜的厚度只有幾十埃到幾百埃,不足以防止惡劣的環(huán)境下腐蝕。同時(shí)由于硬度不高也不能防止摩擦而造成的破壞。因此鎂合金作為結(jié)構(gòu)材料和殼體時(shí),必須采取可靠的表面防護(hù)措篪。鎂合金的快速發(fā)展僅是近幾年的事。表面防護(hù)處理工藝中采用的化學(xué)氧化和陽(yáng)極氧化均屬鋁合金表面處理工藝的修正。而且,鎂合金的化學(xué)氧化膜很薄卜,耐蝕性很差;鎂合金的陽(yáng)極氧化膜質(zhì)脆而多孔,因此很少單獨(dú)使用。為了提高鎂合金陽(yáng)極氧化膜的耐蝕性能,一般陽(yáng)極氧化后都需要進(jìn)行噴涂油漆、樹(shù)脂或塑料等有機(jī)涂層。這樣就使表面處理的成本大大增加。例如壓鑄成形的鎂合金筆記本電腦外殼其后續(xù)表面處理工序費(fèi)用占整

8、體成本的%之多】。另外,鎂合金陽(yáng)極氧化的酸性溶液中要加入大量鉻酐?/,容易造成環(huán)境污染】。故研