LY12铝合金表面陶瓷涂层的制备与耐蚀性能的研究
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属材料，其表面处理与腐蚀防护一直是国内外材料研究者普遍关心问题之一。而阳极氧化膜，氧化铝涂层，氧化硅涂层作为常见的铝合金表面的无机保护涂层具有高机械强度，耐腐蚀等优异性能被广泛研究和使用。但前人对于无机涂层耐腐蚀性能的研究很少，更缺少利用电化学方法评价无机涂层的耐蚀性能的研究。溶胶凝胶法(Sol-gel)是现在广泛使用的涂层制备方法，具有工艺过程简单，受材料形状，面积影响小等优点。前人研究中溶胶凝胶法主要在碳钢，镁合金，陶瓷等基体表面使用，很少有在铝合金表面的应用。本文利用溶胶凝胶法在铝合金表面制备了氧化铝和氧化硅无机涂层，并通过电化学方法探讨了其对铝合金的保护性能。主要结果如下: 1，采用溶胶凝胶法在铝合金表面制备了氧化铝涂层，并研究了不同涂覆次数对涂层表面形貌与耐蚀性能的影响。结果表明:在500℃下热处理制备的氧化铝涂层的主要物相组成为非晶态γ-Al2O3;随着溶胶涂覆次数的增加，每一次溶胶的涂覆对上一次涂覆有着一定的封孔作用，涂层表面的小孔逐渐减少，裂纹逐渐增多。由极化曲线及EIS测试涂覆6次制备的涂层的耐蚀性能最好，并且涂层电阻Rc及电荷转移电阻Rct值在腐蚀过程中先增大后减小。 2，在阳极氧化膜表面涂覆6次氧化铝溶胶制备了阳极氧化膜-氧化铝涂层双重涂层，并研究了双重涂层的耐蚀性能。研究表明:双重涂层的成分基本一致，均为Al2O3;孔隙率测试表明，氧化铝涂层对阳极氧化膜具有封孔作用;氧化膜样品的腐蚀电流密度较基体降低了三个数量级，而双重涂层的腐蚀电流密度较氧化膜降低了两个数量级，达到4.772×10-9A/cm2，双重涂层能明显提高阳极氧化膜的耐蚀性能 阳极氧化膜的在3.5％Nacl溶液中的浸泡初期存在自封闭效应，涂层电阻Rc增大，涂层电容QCPE减小，在157d后氧化膜的耐蚀性能下降;双重涂层浸泡到330d可由R(CR)(QR)(QR)等效电路进行拟合，溶液渗入到阳极氧化膜双层结构内部，但未达基体，涂层具有良好的耐蚀性能。 3，采用溶胶凝胶法在铝合金表面制备了氧化硅涂层，并研究了不同PVA添加量对涂层表面形貌与耐蚀性能的影响。研究表明:在500℃下制备的氧化硅涂层的主要成分为非晶态SiO2，随着PVA含量的增加涂层表现为更加致密，连续，表面裂纹逐渐减少但当PVA含量过高时溶胶中出现絮凝;加入7％PVA涂层样品的腐蚀电流密度比基体的低两到三个数量级，自腐蚀电位正移了约100mV左右，涂层表面均匀无裂纹，涂层电阻Rc值达到106Ω·cm2，具有良好的屏蔽性能与耐蚀性能。
铝合金;无机陶瓷涂层;溶胶凝胶法;耐蚀性能
北京化工大学
硕士
材料工程
左禹;鞠鹏飞
2017
中文
TG174.453
106
2017-08-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）