2219铝合金酒石酸-硫酸阳极氧化工艺研究

以航天领域常用的2219铝合金为研究对象,通过单因素实验和正交试验研究了酒石酸浓度、硫酸浓度、氧化温度、氧化时间和氧化电压对酒石酸-硫酸阳极氧化膜的微观形貌、厚度和耐蚀性的影响,并研究了热水封闭时间对氧化膜耐蚀性能的影响。结果表明:当硫酸浓度为50 g/L,酒石酸浓度为80 g/L,氧化电压为16 V,氧化温度为35℃,氧化时间为28 min时,阳极氧化膜的耐蚀性最佳。阳极氧化膜的耐蚀性随热水封闭时间的增加而先增加后减少,当热水封闭时间为40 min时,其耐腐蚀性能最佳,经336 h中性盐雾实验后无腐蚀斑点产生。

响应面法优化酒石酸还原浸出电解锰阳极渣工艺

以湘西某电解锰厂的电解锰阳极渣为原料、酒石酸为还原剂、硫酸为助浸剂湿法还原浸出阳极渣中的锰并富集铅。通过单因素实验并基于响应曲面法BBD模型对浸出工艺进行了优化。设定浸出温度、液固比、硫酸浓度、酒石酸用量4个影响因子,锰浸出率为响应值,考察优化得到最佳浸出条件及独立因素对锰浸出率的影响程度。结果表明:最佳浸出工艺条件为浸出温度为80℃、硫酸浓度为3.7mol/L、液固体积质量比(mL/g)为3.5、酒石酸用量为1.5g(理论用量的1.1倍)、浸出时间为1h,该条件下锰浸出率为98.27%,铅浸出率为0.16%。对阳极渣中锰浸出率的影响效果由大到小依次为:硫酸浓度、液固比、浸出温度、酒石酸用量、浸出时间。对浸出液和浸出渣进行表征分析,探讨了其反应机理。用酒石酸还原浸出富集阳极渣中的锰、铅,具有无二次污染、反应时间短、浸出率较高、锰铅分离效果较好等特点。该研究能够为电解锰阳极渣的资源化利用提供理论依据。

不同阳极氧化工艺对铝合金支架表面氧化膜性能的影响

本文分别采用硫酸、草酸以及酒石酸阳极氧化工艺对铝合金支架进行阳极氧化处理,比较了采用不同工艺阳极氧化处理后支架的外观,表征了不同氧化膜的相结构,并测试了不同氧化膜的耐腐蚀性能、硬度和耐磨性能。结果表明,采用不同工艺阳极氧化处理后支架的外观与裸支架基本相同,都具有银白色光泽。不同氧化膜的物相都以Al相为主,还有α-Al_(2)O_(3)相和γ-Al_(2)O_(3)相,且都能提高铝合金基体的耐腐蚀性能、硬度和耐磨性能。与硫酸氧化膜相比,草酸氧化膜和酒石酸氧化膜的性能相对较好,主要归因于草酸和酒石酸对氧化膜的溶解性较弱,制备的氧化膜致密程度较高。酒石酸氧化膜具有良好的致密度,其硬度最高,达到357 HV,耐腐蚀性能和耐磨性能都最好,因此酒石酸阳极氧化工艺更适用于铝合金支架阳极氧化处理,能较大幅度提高铝合金支架的性能。

酒石酸浓度对铝合金阳极氧化膜耐蚀性能的影响

以2024铝合金作基体进行阳极氧化,研究酒石酸浓度对阳极氧化膜的微观形貌、厚度和耐蚀性能的影响。结果表明:随酒石酸浓度增加(0~100 g/L),阳极氧化膜的形貌明显变化,表面均匀性和致密性先升后降,孔隙率先降后升,厚度先增后降,导致耐蚀性能先逐步提高而后下降。酒石酸浓度为75 g/L制备的阳极氧化膜表面均匀性和致密性良好,孔隙率最低,为14.8%;厚度最大,达15.6μm;电荷转移电阻最高,达4.86×10^(4)Ω·cm^(2);腐蚀失质量最低,仅为1.07 g/m^(2),该阳极氧化膜的耐蚀性最好,对铝合金的防护作用良好。

电力设备材料酒石酸阳极氧化及其腐蚀行为研究

对电力设备常用的2A12铝合金进行酒石酸阳极氧化,并选用3.5%NaCl溶液作为腐蚀介质浸泡不同时间,研究阳极氧化膜的腐蚀行为。结果表明:未浸泡的阳极氧化膜表面较平整,只分布着纳米量级的孔洞阵列,其阻抗模值(|Z|_(0.01 Hz))达到103.0 kΩ·cm^(2)。随着浸泡时间延长,阳极氧化膜的形貌发生显著变化,腐蚀程度逐渐加重,导致形成了接近于微米量级的凹坑甚至缝隙,腐蚀坑面积百分比呈增大的趋势,腐蚀产物也明显增多。浸泡72 h、168 h后的|Z|_(0.01 Hz)相比于未浸泡时分别降低了约1、2个数量级,并且到一定阶段后基本不变。阳极氧化膜的腐蚀形式从局部腐蚀逐步转变成全面腐蚀,对腐蚀介质的阻隔能力减弱,表现为腐蚀程度加重,腐蚀失重呈增加的趋势。

电解液成分对7075铝合金酒石酸-硫酸阳极氧化膜结构及性能的影响

研究了硫酸及酒石酸浓度对7075铝合金酒石酸-硫酸阳极氧化膜的结构和性能的影响。在酒石酸-硫酸阳极氧化(TSA)体系中处理7075铝合金,采用场发射扫描电镜、纳米压痕仪、电化学阻抗谱等先进分析表征技术研究阳极氧化膜的结构、性能和成膜效率。结果表明:随着酒石酸(或硫酸)浓度的增加,阳极氧化膜的成膜效率及耐蚀性均先升高后降低;当不添加酒石酸或浓度较低时,且硫酸浓度较高时,电解液对阳极氧化膜的溶解作用显著增强,出现疏松的氧化膜结构,当酒石酸浓度为0.5 mol/L、硫酸浓度为120 g/L时获得的阳极氧化膜的综合性能最好。

酒石酸阳极氧化及封闭对建筑铝合金耐蚀性能的影响

选取在建筑领域常用的6463铝合金作为研究对象,为使其耐蚀性能得到显著提高,进行酒石酸阳极氧化然后采用镍盐封闭,同时进行硫酸阳极氧化及镍盐封闭作为对比。表征和测试了酒石酸氧化膜、硫酸氧化膜的显微形貌、成分和耐蚀性能,并研究了封闭对酒石酸氧化膜和硫酸氧化膜的影响。结果表明,Ni元素通过封闭被引入氧化膜中,封闭后硫酸氧化膜和封闭后酒石酸氧化膜都含有Al、O、S、Ni四种元素。封闭后酒石酸氧化膜和硫酸氧化膜都呈现“花瓣状形貌”,且明显不同于铝合金的显微形貌。封闭使得氧化膜的腐蚀电位明显正移,极化电阻提高到接近10^(4)Ω·cm^(2)数量级,腐蚀速率明显降低。相比于封闭后硫酸氧化膜,封闭后酒石酸氧化膜表面更均匀致密,具有优良的耐蚀性能,对铝合金的防护性能更好。

温度及酒石酸对5182铝合金硫酸阳极氧化膜结构和耐蚀性能的影响

通过5182铝合金硫酸阳极氧化,研究了温度、酒石酸浓度对阳极氧化膜结构和耐蚀性能的影响。采用扫描电镜观察不同条件下阳极氧化膜的表面结构,通过电化学阻抗谱研究阳极氧化膜的耐蚀性能。结果表明:温度在20~30℃时,随着温度升高,阳极氧化膜膜厚增加,合金的耐蚀性能增强;当温度超过35℃,氧化膜发生溶解,合金耐蚀性能下降。在硫酸溶液中,添加酒石酸能显著提高氧化膜成膜效率,降低氧化膜溶解速率;随着酒石酸浓度的增加,氧化膜膜厚增加,表面孔径减小,合金耐蚀性能增强。

滚轮用7A05铝合金混合酸硬质阳极氧化及性能研究

为提高制造滚轮常用7A05铝合金的表面性能从而更好的满足服役条件,采用纯硫酸和酒石酸配制混合酸电解液对7A05铝合金进行硬质阳极氧化,并研究混合酸电解液中酒石酸质量浓度变化对阳极氧化膜的形貌、物相、硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:酒石酸质量浓度变化对阳极氧化膜的平整度、致密性、硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能都有较大影响,而对物相无影响。当酒石酸质量浓度为50 g/L时,阳极氧化膜较平整致密,表面粗糙度仅为0.462μm,硬度较7A05铝合金提高近2.4倍,磨损率约为7A05铝合金的1/3,腐蚀电流密度相比于7A05铝合金降低了近两个数量级,表现出优良的耐磨性能和耐腐蚀性能。适当增加酒石酸质量浓度使电解液对阳极氧化膜的腐蚀溶解程度减轻,同时能缓解高电压下释放出很多热量对阳极氧化膜造成的烧蚀程度,促使形成较致密的阳极氧化膜,其承载能力和抵抗塑性变形能力增强,并且电化学腐蚀阻力明显增加,有效的延缓腐蚀发展。

酒石酸-硫酸阳极氧化工艺参数对LY12铝合金耐蚀性的影响

酒石酸-硫酸阳极氧化(Tartaric sulfuric anodizing,TSA)作为铝合金六价铬阳极氧化的有效替代工艺之一,近些年在研究和应用方面均取得了较大的进展。为了改善TSA阳极氧化膜的耐蚀性,通过均匀设计方案及试验,对TSA阳极氧化处理工艺参数进行了详细的研究,得到了阳极氧化参数与膜层耐蚀性之间的联系,并通过试验验证了优化的处理工艺。结果表明:最佳工艺参数是电解液组成为55 g/L硫酸+88 g/L酒石酸的混合液,阳极氧化的电压、时间、温度分别为14.0 V、23 min、37.0℃和17.5 V、20 min、35.5℃。

电连接器用ZL101A铝合金混合酸阳极氧化及氧化膜的耐蚀性

以电连接器用ZL101A铝合金为基体进行酒石酸-硫酸阳极氧化,同时进行硫酸阳极氧化作为对照。表征了硫酸氧化膜和酒石酸-硫酸氧化膜的表面形貌,并测试了两种氧化膜的表面粗糙度、化学成分及耐蚀性。结果表明:两种氧化膜的厚度均匀性和平整度都较好,与硫酸氧化膜相比,酒石酸-硫酸氧化膜表面的孔洞数量较少。两种氧化膜都含有Al、O、S和C元素,同一元素的质量分数相差不大。两种氧化膜在NaCl溶液中的耐蚀性都强于铝合金基体,与硫酸氧化膜相比,酒石酸-硫酸氧化膜的腐蚀电位正移了约60 mV,腐蚀电流密度降低了约27%,电荷转移电阻和膜层电阻都增大,对铝合金基体的保护效率接近89%,表现出更好的耐蚀性。

氧化时间对铝合金酒石酸氧化膜性能的影响

为提高铝合金耐蚀性,用酒石酸阳极氧化工艺处理铝合金表面,研究氧化时间对酒石酸氧化膜厚度、微观形貌、物相、耐腐蚀性的影响。结果表明:随时间从25 min延长到65 min,氧化膜厚度从7.6μm增到15.3μm,平整度和致密性明显变化,孔隙率先降后升,耐腐蚀性先升后降。氧化膜的物相组成未随时间延长发生明显变化。适当延长时间使氧化膜增厚,平整度和致密性逐步改善,减缓了氧化膜腐蚀。氧化55 min时获得氧化膜较厚且相对平整致密,孔隙率最低,为12.7%,电荷转移电阻和阻抗模值均最大,分别达1.73×10^(4)、9.03×10^(3)Ω·cm^(2),腐蚀失质量最低,为0.74 g/m^(2)。该氧化膜适合作表面改性层,能有效提高铝合金的耐腐蚀性。

有机酸对新型铝锂合金阳极氧化膜结构及耐蚀性的影响

新型铝锂合金较传统铝合金密度低、比强度高、比刚度高,广泛用作航空器结构件,以减轻飞机自重并提高有效载荷和燃油效率。但铝锂合金易发生局部腐蚀,工业上常通过阳极氧化来提高其耐蚀性能。本工作研究了硫酸电解液中的酒石酸添加量对阳极氧化膜结构及耐蚀性能的影响,分别添加0 mol/L、0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.53 mol/L、0.7 mol/L、0.9 mol/L的酒石酸,以获得阳极氧化膜。采用场发射扫描电镜观察阳极氧化膜的微观表面形貌,通过电化学阻抗谱、中性盐雾实验研究该膜层的耐蚀性能。结果表明:酒石酸并未改变阳极阳极氧化膜的成膜机理,但降低了氧化膜的溶解速率,阳极氧化膜的生长速率、厚度随酒石酸浓度的增大呈先增加后降低的趋势,其厚度在0.3 mol/L时达到最大值。酒石酸能降低氧化膜阻挡层电容,增加阻挡层电阻,使侵蚀性离子很难穿过氧化膜层,但尚未发现酒石酸-硫酸阳极氧化(TSA)膜耐蚀性能与酒石酸添加量的明显关联性。

耐蚀性铝合金酒石酸-硫酸阳极氧化工艺研究

研究了铝合金的酒石酸-硫酸阳极氧化工艺,考察了氧化膜的厚度、耐中性盐雾腐蚀性能和漆膜附着力。结果表明,铝合金材料的表面状态对酒石酸-硫酸阳极氧化表面形貌有重要影响,氧化膜的厚度随阳极氧化时电流密度的增大而变大。在同样条件下,7175-T7351铝合金的氧化膜厚度比2024-T3铝合金的更大。阳极氧化后沸水封闭40 min以上可有效提高铝合金的耐蚀性。酒石酸-硫酸阳极氧化槽液中酒石酸的质量浓度低于74g/L时,2024-T3铝合金阳极氧化试片的耐蚀性降低。未封闭的酒石酸-硫酸阳极氧化膜与水性底漆有良好的结合力。