掺入纳米级含硅微粒的复合铝氧化膜耐蚀特性研究.pdfVIP

2918 功 能 材 料 2004 年增刊（35 ）卷 掺入纳米级含硅微粒的复合铝氧化膜耐蚀特性研究* ∗ 1 1 2 梁燕萍 ，卢 敏 ，王莉贤 （1. 西安电子科技大学 理学院应用化学系，陕西 西安 710071 ； 2. 上海应用技术学院 化学工程系，上海 200235 ） 摘 要：采用电化学途径，通过铝合金在一次电解、 同时存在于电解液中带负电荷的含硅微粒，在电 二次电解过程中，掺入纳米级的含硅微粒，制备掺硅 场作用下，向阳极移动，并在电极上放电，形成硅氧 复合铝氧化膜。借助于先进的结构和性能表征手段， 化物掺入铝氧化膜中，控制含硅超微粒子在电解液中 探讨了掺硅复合铝氧化膜的结构、组成及耐蚀机理。 的存在状态、运动方向和速度，使硅成分不断掺入， 对膜层进行了盐雾、霉菌、高温、低温、交变湿热和 膜不断增厚，可形成含硅复合氧化膜。 南海服役环境下的自然暴晒试验。结果表明，该膜层 2.2 掺硅复合铝氧化膜二次电解形成技术 具有优良防护性能。 在含有混合金属盐和硅的配合物体系中，进行交 关键词：复合铝氧化膜；掺硅；耐蚀性能 流二次电解，金属正离子和硅配负离子分别在交变电 中图分类号：TG178 ；TG174 ·45 文献标识码：A 场的负半周和正半周交替放电，在复合氧化膜微孔中 文章编号：1001-9731 （2004 ）增刊-2918-03 发生电沉积，形成金属与硅的金属间化合物或混合氧 化物（或硫化物）的微粒沉积在复合膜的孔中。 1 引 言 － 由于所采用的硅配合离子是硅与带负电荷的 A 配位体形成的[SiA ]4 －n 配合离子，在二次电解体系 铝合金由于重量轻、比强度高，在国民经济和国 n 防建设中应用很广，特别是在电子装备的结构材料方 中，由于存在着[SiAn]4 －n 的逐级离解产物，它们在交 变电场中放电，在膜的微孔中形成硅化合物。 面的应用仅次于钢铁而占第二位。然而铝及其合金在 实际应用中的一个突出的问题是三防质量急待改进。 3 渗硅复合氧化膜结构特征及成份分析 尤其是在严酷的海洋腐蚀环境中，由于受到高湿度和 海盐微粒的侵蚀、孔蚀、应力开裂等腐蚀现象加剧[1,2] 。 用扫描电子显微镜对研制的掺硅复合铝氧化膜 本文研究了铝合金在一次电解、二次电解过程中，通 的微观结构进行分析。图1 为掺硅复合氧化膜和常规 过掺入纳米级的含硅微粒，形成复合铝氧化膜的耐蚀 硫酸氧化膜的表现形貌。采用膜剥离技术[3] ，用电子 性能，探讨了掺硅复合铝表面改性膜耐蚀机理。 显微镜直接测膜厚和精确称膜重的方法，测定了两种 膜的密度，并计算出膜的孔隙率，结果列于表 1，上 2 掺入纳米级含硅微粒的复合铝氧化 述结果显示，与常规铝氧化膜比较，膜中掺入含硅微 膜形成技术