硼砂-对苯二甲酸电解液中AZ91D镁合金的阳极氧化处理

刘妍 ,  卫中领 ,  杨富巍 ,  张昭

引用本文: 刘妍, 卫中领, 杨富巍, 张昭. 硼砂-对苯二甲酸电解液中AZ91D镁合金的阳极氧化处理[J]. 物理化学学报, 2011, 27(10): 2385-2392. doi: 10.3866/PKU.WHXB20110931 shu
Citation:  LIU Yan, WEI Zhong-Ling, YANG Fu-Wei, ZHANG Zhao. Anodizing of AZ91D Magnesium Alloy in Borate-Terephthalic Acid Electrolyte[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2011, 27(10): 2385-2392. doi: 10.3866/PKU.WHXB20110931 shu

硼砂-对苯二甲酸电解液中AZ91D镁合金的阳极氧化处理

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(50771092, 21073162) (50771092, 21073162)

    上海市重点基础研究项目(08JC1421600) (08JC1421600)

    嘉兴市科技领军人才计划项目(2008AZ2018)资助 (2008AZ2018)

摘要: 研究了硼砂-对苯二甲酸环保型电解液中AZ91D镁合金的阳极氧化. 考察了对苯二甲酸对镁合金阳极氧化过程及其氧化膜性能的影响, 并利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能量散射谱(EDS)、动电位极化和电化学交流阻抗谱(EIS)等进行了分析表征. 结果表明, 对苯二甲酸的浓度对阳极氧化成膜过程、氧化膜的表面形貌、厚度、相结构和耐腐蚀性能都有重要影响. 在硼酸盐电解液中加入适量的对苯二甲酸后, 氧化电流密度降低, 过度放电现象受到了明显的抑制, 所制得的阳极氧化膜的质量也有了显著改善. 氧化膜表面变得光滑、致密, 膜厚度略有降低. 氧化膜与镁合金基底的结合更紧密, 而且其耐腐蚀性能也得到了明显增强. 该研究对于镁合金阳极氧化处理工艺的环保化及阳极氧化膜质量的提高都具有积极意义.

English

    1. [1]

      (1) Gray, J. E.; Luan, B. J. Alloy. Compd. 2002, 336, 88.  (1) Gray, J. E.; Luan, B. J. Alloy. Compd. 2002, 336, 88.  

    2. [2]

      (2) Song, G. L.; Song, S. Z. Acta Phys. -Chim. Sin. 2006, 22, 1222.(2) Song, G. L.; Song, S. Z. Acta Phys. -Chim. Sin. 2006, 22, 1222.

    3. [3]

      [宋光铃, 宋诗哲. 物理化学学报, 2006, 22, 1222.][宋光铃, 宋诗哲. 物理化学学报, 2006, 22, 1222.]

    4. [4]

      (3) Jönsson, M. D.; Persson, C.; Leygraf. Corrosion Sci. 2008, 50, 1406.  (3) Jönsson, M. D.; Persson, C.; Leygraf. Corrosion Sci. 2008, 50, 1406.  

    5. [5]

      (4) Song, G. L. Corrosion Sci. 2007, 49, 1696.  (4) Song, G. L. Corrosion Sci. 2007, 49, 1696.  

    6. [6]

      (5) Huang, R.; Chen, M. A.; Lu, X. B. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 113.(5) Huang, R.; Chen, M. A.; Lu, X. B. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 113.

    7. [7]

      [黄荣, 陈明安, 路学斌. 物理化学学报, 2011, 27, 113.][黄荣, 陈明安, 路学斌. 物理化学学报, 2011, 27, 113.]

    8. [8]

      (6) Hamdy, A. S. Surf. Coat. Technol. 2008, 203, 240.  (6) Hamdy, A. S. Surf. Coat. Technol. 2008, 203, 240.  

    9. [9]

      (7) Zhang, L. J.; Zhang, Z.; Zhang, J. Q. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24, 1831.(7) Zhang, L. J.; Zhang, Z.; Zhang, J. Q. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24, 1831.

    10. [10]

      [张丽君, 张昭, 张鉴清. 物理化学学报. 2008, 24, 1831.][张丽君, 张昭, 张鉴清. 物理化学学报. 2008, 24, 1831.]

    11. [11]

      (8) Ryu, H. S.; Hong, S. H. J. Electrochem. Soc. 2009, 156, C298.(8) Ryu, H. S.; Hong, S. H. J. Electrochem. Soc. 2009, 156, C298.

    12. [12]

      (9) Bestetti, M.; Cavallotti, P. L. A.; Forno, Da.; Pozzi, S. T. I. Met. Finish. 2007, 85, 316.  (9) Bestetti, M.; Cavallotti, P. L. A.; Forno, Da.; Pozzi, S. T. I. Met. Finish. 2007, 85, 316.  

    13. [13]

      (10) Laleh, M.; Sabour Rouhaghdam, A.; Shahrabi, T.; Shanghi, A. J. Alloy. Compd. 2010, 496, 548.  (10) Laleh, M.; Sabour Rouhaghdam, A.; Shahrabi, T.; Shanghi, A. J. Alloy. Compd. 2010, 496, 548.  

    14. [14]

      (11) Guo, J.;Wang, L. P.; Liang, J.; Xue, Q. J.; Yan, F. G. J. Alloy. Compd. 2009, 48, 903.(11) Guo, J.;Wang, L. P.; Liang, J.; Xue, Q. J.; Yan, F. G. J. Alloy. Compd. 2009, 48, 903.

    15. [15]

      (12) Walsh, F. C.; Low, C. T. J.;Wood, R. J. K.; Stevens, K. T.; Archer, J.; Poeton, A. R.; Ryder, A. Trans. Inst. Metal Finish. 2009, 87, 122.  (12) Walsh, F. C.; Low, C. T. J.;Wood, R. J. K.; Stevens, K. T.; Archer, J.; Poeton, A. R.; Ryder, A. Trans. Inst. Metal Finish. 2009, 87, 122.  

    16. [16]

      (13) Evangelides, H. A. Method of Electrolytically Coating Magnesium and Electrolyte Therefor. US Patent 2723952, 1955-11-15.(13) Evangelides, H. A. Method of Electrolytically Coating Magnesium and Electrolyte Therefor. US Patent 2723952, 1955-11-15.

    17. [17]

      (14) The Dow Chemical Company. Bath for Method of Producing a Corrosion Resistant Coating upon Light Metals. US Patent GB 762195. 1956-11-28.(14) The Dow Chemical Company. Bath for Method of Producing a Corrosion Resistant Coating upon Light Metals. US Patent GB 762195. 1956-11-28.

    18. [18]

      (15) Luo, H. H.; Cai, Q. Z.;Wei, B. K.; Yu, B.; He, J.; Li, D. J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24, 481.(15) Luo, H. H.; Cai, Q. Z.;Wei, B. K.; Yu, B.; He, J.; Li, D. J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24, 481.

    19. [19]

      [骆海贺, 蔡启舟, 魏伯康, 余博, 何剑, 李定骏. 物理化学学报, 2008, 24, 481.][骆海贺, 蔡启舟, 魏伯康, 余博, 何剑, 李定骏. 物理化学学报, 2008, 24, 481.]

    20. [20]

      (16) Wang, L.; Chen, L.; Yan, Z. C.;Wang, H. L.; Peng, J. Z. J. Alloy. Compd. 2009, 480, 469.  (16) Wang, L.; Chen, L.; Yan, Z. C.;Wang, H. L.; Peng, J. Z. J. Alloy. Compd. 2009, 480, 469.  

    21. [21]

      (17) Zhang, P.; Nie, X.; Northwood, D. O. Surf. Coat. Technol. 2009, 203, 3271.  (17) Zhang, P.; Nie, X.; Northwood, D. O. Surf. Coat. Technol. 2009, 203, 3271.  

    22. [22]

      (18) Bai, A.; Chen, Z. J. Surf. Coat. Technol. 2009, 203, 1956.  (18) Bai, A.; Chen, Z. J. Surf. Coat. Technol. 2009, 203, 1956.  

    23. [23]

      (19) Guo, X. H.; An, M. Z.; Yang, P. X.; Li, H. X.; Su, C. N. J. Alloy. Compd. 2009, 482, 487.  (19) Guo, X. H.; An, M. Z.; Yang, P. X.; Li, H. X.; Su, C. N. J. Alloy. Compd. 2009, 482, 487.  

    24. [24]

      (20) Zhang, R. F.; Zhang, S. F.; Duo, S.W. Appl. Surf. Sci. 2009, 255, 7893.  (20) Zhang, R. F.; Zhang, S. F.; Duo, S.W. Appl. Surf. Sci. 2009, 255, 7893.  

    25. [25]

      (21) Wu, D.; Liu, X. D.; Lu, K.; Zhang, Y. P.;Wang, H. Appl. Surf. Sci. 2009, 255, 7115.  (21) Wu, D.; Liu, X. D.; Lu, K.; Zhang, Y. P.;Wang, H. Appl. Surf. Sci. 2009, 255, 7115.  

    26. [26]

      (22) Soni, R. K.; Dutt, K.; Jain, A.; Soam, S.; Singh, S. J. Appl. Polym. Sci. 2009, 113, 1090.  (22) Soni, R. K.; Dutt, K.; Jain, A.; Soam, S.; Singh, S. J. Appl. Polym. Sci. 2009, 113, 1090.  

    27. [27]

      (23) Fink, D.; Rojas-Chapana, J.; Petrov, A.; Tributsch, H.; Friedrich, D.; K?ppers, U.;Wilhelm, M.; Apel, P. Y.; Zrineh, A. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2006, 90, 1458.  (23) Fink, D.; Rojas-Chapana, J.; Petrov, A.; Tributsch, H.; Friedrich, D.; K?ppers, U.;Wilhelm, M.; Apel, P. Y.; Zrineh, A. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2006, 90, 1458.  

    28. [28]

      (24) Duartea, L. T.; Silva, E. M. P.; Brancoc, J. R. T.; Lins, V. F. C. Surf. Coat. Technol, 2004, 182, 261.  (24) Duartea, L. T.; Silva, E. M. P.; Brancoc, J. R. T.; Lins, V. F. C. Surf. Coat. Technol, 2004, 182, 261.  

    29. [29]

      (25) Acute toxicity test (GB 15193.3-2003).(25) Acute toxicity test (GB 15193.3-2003).

    30. [30]

      (26) Lv, G. H.; Chen, H.; Gu,W. C.; Li, L.; Niu, E.W.; Zhang, X. H.; Yang, S. Z. J. Mater. Process. Technol. 2008, 208, 9.  (26) Lv, G. H.; Chen, H.; Gu,W. C.; Li, L.; Niu, E.W.; Zhang, X. H.; Yang, S. Z. J. Mater. Process. Technol. 2008, 208, 9.  

    31. [31]

      (27) Wu, C. S.; Zhang, Z.; Cao, F. H.; Zhang, J. Q.; Cao, C. N. Appl. Surf. Sci. 2007, 253, 3893.  (27) Wu, C. S.; Zhang, Z.; Cao, F. H.; Zhang, J. Q.; Cao, C. N. Appl. Surf. Sci. 2007, 253, 3893.  

    32. [32]

      (28) Barchiche, C. E.; Rocca, E.; Juers, C.; Hazan, J.; Steinmetz. J. Electrochim. Acta 2007, 53, 417.  (28) Barchiche, C. E.; Rocca, E.; Juers, C.; Hazan, J.; Steinmetz. J. Electrochim. Acta 2007, 53, 417.  

    33. [33]

      (29) Li, M. J.; Tamura, T.; Omura, N.; Miwa. K. J. Alloy. Compd. 2009, 487, 187.  (29) Li, M. J.; Tamura, T.; Omura, N.; Miwa. K. J. Alloy. Compd. 2009, 487, 187.  

    34. [34]

      (30) Duan, H. P.; Yan, C.W.;Wang, F. H. Electrochim. Acta 2007, 52, 5002.  (30) Duan, H. P.; Yan, C.W.;Wang, F. H. Electrochim. Acta 2007, 52, 5002.  

    35. [35]

      (31) Chang, L. M. J. Alloy. Compd. 2009, 468, 465.(31) Chang, L. M. J. Alloy. Compd. 2009, 468, 465.

    36. [36]

      (32) Guo, H. F.; An, M. Z.; Xu, S.; Huo, H. B. Thin Solid Films 2005, 485, 3.(32) Guo, H. F.; An, M. Z.; Xu, S.; Huo, H. B. Thin Solid Films 2005, 485, 3.

    37. [37]

      (33) Wu, H. L.; Cheng,Y. L.; Li, L. L.; Chen, Z. H.;Wang, H. M.; Zhang, Z. Appl. Surf. Sci. 2004, 253, 9387.(33) Wu, H. L.; Cheng,Y. L.; Li, L. L.; Chen, Z. H.;Wang, H. M.; Zhang, Z. Appl. Surf. Sci. 2004, 253, 9387.

    38. [38]

      (34) Liang, J.; Hu, L. T.; Hao, J. C. Appl. Surf. Sci. 2007, 253, 6939.  (34) Liang, J.; Hu, L. T.; Hao, J. C. Appl. Surf. Sci. 2007, 253, 6939.  

    39. [39]

      (35) Bala Srinivasan, P.; Liang, J.; Blawert, C.; St?rmer, M.; Dietzel, W. Appl. Surf. Sci. 2009, 255, 4212.  (35) Bala Srinivasan, P.; Liang, J.; Blawert, C.; St?rmer, M.; Dietzel, W. Appl. Surf. Sci. 2009, 255, 4212.  

    40. [40]

      (36) Khaselev, O.;Weiss, D.; Yahalom, J. Corrosion Sci. 2001, 43, 1295.  (36) Khaselev, O.;Weiss, D.; Yahalom, J. Corrosion Sci. 2001, 43, 1295.  

    41. [41]

      (37) Guo, H. F.; An, M. Z.; Xu, S.; Huo, H. B. Thin Solid Films 2005, 485, 53.  (37) Guo, H. F.; An, M. Z.; Xu, S.; Huo, H. B. Thin Solid Films 2005, 485, 53.  

    42. [42]

      (38) Wang, Y. H.;Wang, J.; Zhang, J. B.; Zhang, Z. Mater. Lett. 2006, 60, 474.  (38) Wang, Y. H.;Wang, J.; Zhang, J. B.; Zhang, Z. Mater. Lett. 2006, 60, 474.  

    43. [43]

      (39) Lee, Y. K.; Lee, K. S.; Jung, T. Electrochem. Commun. 2008, 10, 1716.  (39) Lee, Y. K.; Lee, K. S.; Jung, T. Electrochem. Commun. 2008, 10, 1716.  

    44. [44]

      (40) Chai, L. Y.; Yu, X.; Yang, Z. H.;Wang, Y. Y.; Okido, M. Corrosion Sci. 2008, 50, 3274.  (40) Chai, L. Y.; Yu, X.; Yang, Z. H.;Wang, Y. Y.; Okido, M. Corrosion Sci. 2008, 50, 3274.  

    45. [45]

      (41) Cao, F. H.; Zhang, Z.; Zhang, J. Q.; Cao, C. N. Mater. Corros. 2007, 58, 696.  (41) Cao, F. H.; Zhang, Z.; Zhang, J. Q.; Cao, C. N. Mater. Corros. 2007, 58, 696.  

    46. [46]

      (42) Zhang, Y. J.; Yan, C.W.;Wang, F. H.; Lou, H. Y.; Cao, C. N. Surf. Coat. Technol. 2002, 161, 36.  (42) Zhang, Y. J.; Yan, C.W.;Wang, F. H.; Lou, H. Y.; Cao, C. N. Surf. Coat. Technol. 2002, 161, 36.  

    47. [47]

      (43) Zhang, R. F.; Shan, D. Y.; Chen, R. S.; Han, E. H. Mater. Chem. Phys. 2008, 107, 356.  (43) Zhang, R. F.; Shan, D. Y.; Chen, R. S.; Han, E. H. Mater. Chem. Phys. 2008, 107, 356.  

    48. [48]

      (44) Verdier, S.; Boinet, M.; Maximovitch, S.; Dalard, F. Corrosion Sci. 2005, 47, 1429.  (44) Verdier, S.; Boinet, M.; Maximovitch, S.; Dalard, F. Corrosion Sci. 2005, 47, 1429.  

    49. [49]

      (45) Boinet, M.; Verdier, S.; Maximovitch, S.; Dalard, F. Surf. Coat. Technol. 2005, 199, 141.  (45) Boinet, M.; Verdier, S.; Maximovitch, S.; Dalard, F. Surf. Coat. Technol. 2005, 199, 141.  

    50. [50]

      (46) Shi, Z.; Song, G.; Atrens, A. Corrosion Sci. 2006, 48, 1939.  (46) Shi, Z.; Song, G.; Atrens, A. Corrosion Sci. 2006, 48, 1939.  

    51. [51]

      (47) Guo, H. F.; An, M. Z. Appl. Surf. Sci. 2005, 246, 229.  (47) Guo, H. F.; An, M. Z. Appl. Surf. Sci. 2005, 246, 229.  

    52. [52]

      (48) Xia, S. J.; Yue, R.; Rateick, R. G.; Briss, V. I. J. Electrochem. Soc. 2004, 151, B179.(48) Xia, S. J.; Yue, R.; Rateick, R. G.; Briss, V. I. J. Electrochem. Soc. 2004, 151, B179.

    53. [53]

      (49) Khaselev, O.;Weiss, D.; Yahalom, J. Corrosion Sci. 2001, 43, 1295.  (49) Khaselev, O.;Weiss, D.; Yahalom, J. Corrosion Sci. 2001, 43, 1295.  

    54. [54]

      (50) Hussein, R. O.; Nie, X.; Northwood, D. O. Surf. Coat. Technol. 2010, 205, 1659.  (50) Hussein, R. O.; Nie, X.; Northwood, D. O. Surf. Coat. Technol. 2010, 205, 1659.  

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  1048
  • 文章访问数:  3087
  • HTML全文浏览量:  66
文章相关
  • 发布日期:  2011-09-27
  • 收稿日期:  2011-03-16
  • 网络出版日期:  2011-07-27
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章