镁阳极氛化膜微观结构
作者:
来源:
日期:
2013-04-12
人气:
3489
【字体:
T
T 】
镁阳极:新工艺、Dowl7和HAE三种不同阳极氧化工艺,在镁合金AZ91D基体上形成的膜层.由这些显微照片的对比并结合实验室观察结果可以发现,Dow17工艺虽然能在基膜层中孔隙和缺陷的存在,可以归因于由基体金属电化学不均或火花放电时电流的集中导致的局部位置膜的优先生长、已生成的膜层在火花放电时的电介击穿以及氧气和水蒸汽的析出等.Dow17膜层的这种疏松结构,可能还与其所用阳极氧化电解液的酸性以及较高的溶液温度有关。
与Dow17相比,HAE工艺所得阳极氧化膜层表面极为粗糙,且其厚度分布也很不均匀。但从膜层中孔隙和缺陷的数量来看,该膜层比前者明显致密.与上述两种经典工艺相比,镁环保型阳极氧化新工艺所得膜层不仅宏观上外表较为光滑均匀,而且微孔的尺寸和分布、膜层的厚度也比较均匀.更为重要的是,该膜层中孔隙和缺陷的数量明显减少,因而结构上较前两者明显致密、完整。 2.2阳极氧化膜防护性能
Tab. 1-3列出了经不同阳极氧化工艺成膜处理后AZ91D试样的耐蚀性、耐磨性及膜层与基体金属的结合力实验结果。由Tab. 1所示盐雾实验结果可以看出。与未经阳极氧化处理的试样相比,阳极氧化处理使材料的耐蚀性能得到了不同程度的提高。由于镁及其合金化学活性高,在空气中易于氧化,表面存在一层由 Mg(OH)2, Mg0和/或MgCO3, MgSO,组成的氧化物薄膜〔4,51,其阳极氧化过程实际上是阳极氧化膜取代自氧化薄膜的过程.因此材料耐蚀性的提高说明上述两种膜层在厚度、组成、结构等方面都存在较大的差异,正是这种差异决定了两者对基材的不同防护性能。
与两种经典工艺相比,新工艺所用电解液不含铬、磷、氟及其它有毒有害组分,但在提高墓体材料综合防护性能方面却存在明显的优势。新工艺所得膜层有较强的防护性能,主要得益于其有一定厚度并有较为均匀、致密、完整的微观结构。Dow17工艺所得膜层虽然结构疏松,但由于其厚度均匀且较厚,因此仍能形成一层较为完整的防护层,有效防止腐蚀性介质向膜层/基体界面的渗透,表现出较好的防腐性能.但由于结构疏松,其耐磨性及与基体金属的结合力都较差。HAE工艺所得膜层不能对基体金属提供有效防护作用的原因,在于其厚度不均,局部膜层较薄且膜层中孔隙和缺陷的数量较多。
不同阳极氧化工艺在提高材料防护性能方面存在上述较大差异,对比这些工艺条件,它们之间的主要区别在于阳极氧化电解液的不同,由此可见电解液在镁及其合金阳极氧化处理中的决定性地位.在其它工艺参数相同的条件下,电解液组分及其浓度不同,决定了阳极氧化膜层的化学组成、组成微观结构等方面的不同,并最终决定了其在防护性能上的差异。