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本文针对目前镁合金微弧氧化工艺的污染大、耗能高等缺陷,研究了一种环保高效的有机微弧氧化工艺。从有机胺成分为切入点,系统研究了有机胺类对镁合金微弧氧化的影响,用筛选出的对镁合金微弧氧化膜层性能有显著改善作用的有机胺成分与其它无害添加剂组成新型环保电解液,采用正交实验法得到电解液的最佳配方。研究电参数、氧化时间等因素对微弧氧化的电压、陶瓷层的厚度、表面粗糙度及耐蚀性的影响。获得环保高效的有机微弧氧化的最佳工艺。
采用电化学测试方法,研究了最佳工艺条件下制备的镁合金微弧氧化陶瓷层的耐蚀性,初步讨论了陶瓷层的腐蚀过程及机理。借助SEM、XRD和TEM等方法,观察了最佳工艺条件下制备的微弧氧化陶瓷层的生长特性,表面微观形貌、测定了陶瓷层的相组成和元素的分布,分析了陶瓷层的生长过程,初步讨论了陶瓷层的生长机理。
研究表明,有机胺能显著提高镁合金微弧氧化的起弧电压和最高电压,对微弧氧化膜层的厚度、耐蚀性、表面粗糙度都有显著的积极影响。在30g/l有机胺、10g/l硅酸盐及2g/l辅助添加剂组成的环保型电解液中,采用直流输出电源模式、电流密度10mA/cm<2>、氧化时间为30min处理镁合金获得的膜层性能最优。此最佳工艺微弧氧化过程不存在传统工艺的熄弧阶段,实验后期电压始终维持在高电位,获得的膜层由MgO相、MgSi0<,4>相、Mg相及其它一些不定形相组成,膜层耐蚀性好,膜层表面均匀光滑。综上所述,新型镁合金有机微弧氧化工艺具有污染小、低能耗、高效等特点。是一种具有工业实用价值的优良工艺。