镁合金微弧氧化陶瓷层粘接性能的研究

来源 :西安理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:linsl2003
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微弧氧化是提高镁合金防腐耐磨性能的一种行之有效的表面处理方法,粘接技术可以避免镁合金在铆接、焊接及螺纹连接等过程中因破坏表面保护膜层而产生的电偶腐蚀现象。镁合金微弧氧化陶瓷层的表面状态是影响陶瓷层/胶粘剂结合强度的重要因素,本文分别讨论了电流密度、频率、占空比以及氧化时间对陶瓷层/胶粘剂结合强度的影响。通过拉伸剪切试验测试陶瓷层/胶粘剂的结合强度,借助静滴接触角/界面张力测量仪、傅里叶红外光谱测试仪(FT-IR)检测胶粘剂的官能团和润湿性,利用粗糙度测试仪、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)分别研究陶瓷层的粗糙度、表面形貌、粘接试样的截面和断裂面形貌以及粘接界面化学结合状态的变化。结果表明:机械结合力是镁合金微弧氧化陶瓷层与胶粘剂界面粘接力的主要组成,随着陶瓷层粗糙度和表面微孔孔径的增大,陶瓷层/胶粘剂界面摩擦力增强,渗入陶瓷层表面微孔的胶粘剂量增多,形成的机械结合力增强,从而引起陶瓷层/胶粘剂结合强度的提高。当其它工艺参数保持不变时,随着电流密度的升高,陶瓷层粗糙度和表面微孔孔径增大,陶瓷层/胶粘剂的结合强度增强;随着频率的增大,陶瓷层粗糙度增大,表面微孔孔径变化不明显,陶瓷层/胶粘剂结合强度的增强不显著;提高占空比,陶瓷层粗糙度和表面微孔孔径减小,陶瓷层/胶粘剂结合强度下降;氧化时间的延长有利于陶瓷层/胶粘剂结合强度的提高。然而,当粗糙度和微孔孔径超过一定值时(粗糙度0.5-0.8μm,微孔孔径4~5μm),拉剪强度随工艺参数变化的趋势变得缓慢。本研究中,与机械打磨、钼酸盐化学转化以及阳极氧化比较,经微弧氧化处理后的镁合金试样,由于其表面陶瓷层具有较高的膜/基结合强度、内聚强度以及一定的粗糙度和特殊的微孔结构,有利于胶粘剂的渗入,形成良好的粘接接头,失效方式为较复杂的混合断裂,从而展现出了较好的粘接性能。
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