工艺参数对2195铝锂合金阳极氧化膜的耐蚀性影响

doi:10.11902/1005.4537.2019.138

中国腐蚀与防护学报

2019, Vol. 39

Issue (5): 431-438 DOI: 10.11902/1005.4537.2019.138

研究报告

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工艺参数对2195铝锂合金阳极氧化膜的耐蚀性影响

肖金涛¹,陈妍¹,邢明秀¹,鞠鹏飞¹(

),孟引根¹,王芳²

1. 上海航天设备制造总厂有限公司上海 200245
2. 上海航天技术研究院上海 201109

Effect of Process Parameters on Corrosion Resistance of Anodizing Film on 2195 Al-Li Alloy

XIAO Jintao¹,CHEN Yan¹,XING Mingxiu¹,JU Pengfei¹(

),MENG Yingen¹,WANG Fang²

1. Shanghai Aerospace Equipments Manufacturer, Shanghai 200245, China
2. Shanghai Academy of Spaceflight Technology, Shanghai 201109, China

全文: PDF(6551 KB) HTML

摘要:

以2195铝锂合金为研究对象，研究了硫酸阳极氧化技术中硫酸浓度、氧化电压和氧化时间对新型铝锂合金阳极氧化膜的微观形貌、厚度和耐腐蚀性影响，并确定了合适的制膜工艺。利用扫描电镜分析氧化膜的表面微观形貌和厚度，利用电化学工作站评估氧化膜的耐腐蚀性能，并对其腐蚀机理进行探究。结果表明：随着硫酸浓度的增加，氧化膜成膜速率先增加后减少；随着氧化电压的增加，氧化膜的电压增加，氧化膜膜厚依次增加，但是当电压过高时，会发生“起灰”现象；随着氧化时间的增加，氧化膜的厚度依次增加，当氧化时间达到30 min后，氧化膜成膜速率增加；当硫酸浓度为180~200 g/L，温度为14 ℃，氧化电压为14 V，氧化时间为50 min时，氧化膜具有最好的耐腐蚀性。

关键词 ：阳极氧化, 2195铝锂合金, 氧化膜, 耐腐蚀性

Abstract：

The effect of sulfuric acid concentration, applied voltage and oxidation time on the corrosion resistance of anodizing film of 2195 Al-Li alloy was studied. The surface morphology, thickness and corrosion resistance of the oxide film were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and electrochemical workstation. The results show that as the concentration of sulfuric acid increases, the formation rate of the oxide film increases first and then decreases. With the increasing of applied voltage, the oxide film thickness increases in turn, but when the voltage is too high, the phenomenon of "ashing" will occur. As the oxidation time increases, the thickness of the oxide film increases sequentially. When the oxidation time reaches 30 min, the film formation rate increases. The anodizing film presents the best corrosion resistance, when anodizing process was performed with the following parameters: the sulfuric acid concentration is 180~200 g/L, the temperature is 14 ℃, the applied voltage is 14 V and the oxidation time is 50 min.

Key words： anodic oxidation 2195 Al-Li alloy oxide film corrosion resistance

收稿日期: 2019-09-01

基金资助:国家自然科学基金(51771122);上海市浦江人才计划(19PJ1431500)

通讯作者: 鞠鹏飞 E-mail: jupengfei10@163.com

Corresponding author: Pengfei JU E-mail: jupengfei10@163.com

作者简介: 肖金涛，男，1994年生，硕士生

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引用本文:

肖金涛,陈妍,邢明秀,鞠鹏飞,孟引根,王芳. 工艺参数对2195铝锂合金阳极氧化膜的耐蚀性影响[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2019, 39(5): 431-438.
Jintao XIAO, Yan CHEN, Mingxiu XING, Pengfei JU, Yingen MENG, Fang WANG. Effect of Process Parameters on Corrosion Resistance of Anodizing Film on 2195 Al-Li Alloy. Journal of Chinese Society for Corrosion and protection, 2019, 39(5): 431-438.

链接本文:

https://www.jcscp.org/CN/10.11902/1005.4537.2019.138 或 https://www.jcscp.org/CN/Y2019/V39/I5/431

图1 2195铝锂合金在不同浓度的硫酸溶液中阳极氧化后氧化膜的表面形貌

图2 2195铝锂合金在不同浓度的硫酸溶液中阳极氧化后的氧化膜厚度

图3 2195铝锂合金在不同氧化电压下阳极氧化后氧化膜的表面形貌

图4 2195铝锂合金在不同氧化电压下氧化膜的厚度

图5 2195铝锂合金在氧化不同时间后阳极氧化膜表面形貌

表1 2195铝锂合金在不同氧化时间后阳极氧化膜表面成分 (mass fraction / %)

图6 2195铝锂合金在不同氧化时间下氧化膜的厚度

图7 2195铝锂合金在不同氧化时间下氧化膜的动电位极化曲线

表2 经不同时间阳极氧化处理后2195铝锂合金的电化学参数

图8 2195铝锂合金在不同时间氧化处理后的Nyquist图

图9 2195铝锂合金在不同时间阳极氧化后的Bode图

图10 等效电路图

表3 不同氧化时间处理样品的电化学元件Rp1，Rp2和Rb的拟合结果

图11 2195铝锂合金经不同时间阳极氧化形成的氧化膜阻值

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