摘要: 在资源日益匮乏的当今时代，镁合金被誉为“21世纪绿色结构材料”。但镁的化学性质活泼，耐蚀性差，耐磨性差，这些成为制约镁合金应用与发展的关键因素。随着溶胶-凝胶技术的研究深入和普及，溶胶-凝胶技术结合阳极氧化技术成为表面防护领域研究的热点... 展开 在资源日益匮乏的当今时代，镁合金被誉为“21世纪绿色结构材料”。但镁的化学性质活泼，耐蚀性差，耐磨性差，这些成为制约镁合金应用与发展的关键因素。随着溶胶-凝胶技术的研究深入和普及，溶胶-凝胶技术结合阳极氧化技术成为表面防护领域研究的热点。 本文采用溶胶-凝胶技术制备铝溶胶，并将自制的铝溶胶加入AZ31镁合金阳极氧化液，并对阳极氧化工艺参数和电解液进行优化，开发了一种新型的绿色环保型阳极氧化电解液和工艺。利用X射线衍射仪、XRF测试仪、SEM扫描电镜、化学工作站、摩擦磨损仪等仪器研究了不同溶胶量的复合阳极氧化膜进行结构、成分、组织、耐蚀性、耐磨性的影响规律。此外，还研究了高温/低温不同干燥处理工艺对溶胶复合阳极氧化膜耐蚀性和耐磨性等的影响。结果表明: ①氨三乙酸在阳极氧化过程中能有效抑制火花放电，使氧化膜均匀致密化。以极化曲线的腐蚀电流密度作为正交试验的优化指标得到最佳的工艺条件和电解液组分:温度30℃、氧化时间20min、电流密度15mA/cm2、1档搅拌、NaOH70g/L、Na2SiO380 g/L、NTA0.06 mol/L、铝溶胶1vol％、植酸1.1 vol％ ②铝溶胶对阳极氧化膜非铝元素分布和相结构影响不明显。铝溶胶改善了阳极氧化膜的耐蚀性。当电解液中溶胶浓度为3vol％时制得的氧化膜形貌致密，其Ecorr最高至-1.33V，Icorr低至1.72×10-7A/cm2。 ③铝溶胶对复合阳极氧化膜起到减摩作用，对磨损体积影响不大。 ④经400℃/1h和100℃/12h干燥处理后，氧化膜表面表面分别有1-5μm和0-2μm的白色圆形的Mg2SiO4颗粒和铝盐析出。前者使得各种复合氧化膜的表面粗糙度和孔隙率明显增加，不仅使耐蚀性能下降而且大幅降低了涂层的耐磨性能;后者使复合膜更致密、均匀，且在未降低添加溶胶复合阳极氧化膜的耐磨性能的前提下提高了耐蚀性能，添加1vol％铝溶胶的复合膜的自腐蚀电流密度低至1.01×10-8A/cm2。 收起