[发明专利]利用阳极极化曲线检测合金微弧氧化起弧特性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及合金微弧氧化的方法。

背景技术

镁合金以其密度小、比强比刚度高、电磁屏蔽性好等优点被应用于航空、汽车和电子通讯等工业领域。但是由于镁化学性质活泼，极易氧化，在表面形成疏松多孔的氧化膜，该氧化膜对基体的保护能力差，不适合使用于大多数的腐蚀环境，其耐蚀性差的缺点制约了其进一步的应用。微弧氧化在一种在阳极氧化基础上发展起来的表面改性技术，该技术是将镁、铝、钛等金属或其合金置于电解液中，在高温高压、热化学、等离子体化学和电化学等共同作用下使材料的表面产生火花放电生成陶瓷膜层的方法。该技术具有工艺简单，对环境污染少、效率高等特点，且微弧氧化陶瓷膜具有膜基结合力强、耐磨损、耐腐蚀、耐高温氧化以及绝缘性好等优点，因此利用微弧氧化对镁合金进行表面改性前景良好。

由于微弧氧化是高电压、高电流密度的工作过程，在实际生产中当一次性处理面积较大时会出现对微弧氧化电源或电网额定功率要求较高、能源利用率低等问题。电解液配方是影响微弧氧化反应的重要因素之一，适当的电解液添加剂对于降低微弧氧化的工作电压进而降低微弧氧化处理所需要的功率具有明显作用，但是由于化学添加剂种类繁多，含何种添加剂的电解液可以进行微弧氧化放电，何种添加剂有利于降低微弧氧化放电电压，都要利用高电压、高电流密度的微弧氧化实验过程去验证，这使得工作量巨大，而且浪费了大量的电能和溶液原料。

发明内容

本发明是要解决现有的利用微弧氧化实验过程去验证电解液中添加剂的种类及用量对微弧氧化起弧特性影响的方法而造成的工作量大、浪费电能和溶液原料的技术问题，而提供利用阳极极化曲线检测合金微弧氧化起弧特性的方法。

本发明的利用阳极极化曲线检测合金微弧氧化起弧特性的方法按以下步骤进行：

一、制备待验证电解液；

二、测定合金在步骤一中得到的待验证电解液中的以电压U为横坐标、以电流I为纵坐标的阳极极化曲线；

三、经步骤二测得的阳极极化曲线上，如果不存在钝化区，则合金在该电解液中不能进行微弧氧化；如果存在钝化区，则合金在该电解液中能进行微弧氧化；钝化区间越宽，则合金在该电解液中微弧氧化起弧放电的电压越低；钝化区间宽度相近时，阳极极化曲线上钝化膜层失稳前极化电流越小，则合金在该电解液中微弧氧化起弧放电电压越低；从而得出合金微弧氧化起弧特性。

本发明采用电压-电流格式的阳极极化曲线来判断镁合金在电解液中能否进行微弧氧化放电及在不同种电解液中微弧氧化放电电压的高低次序，以相应电解液作为镁合金电化学极化行为时的工作液，通过阳极极化曲线，判断镁合金在该电解液中是否可以进行微弧氧化放电及在不同电解液中进行微弧氧化起弧放电时起弧电压的高低，为微弧氧化电解液添加剂的选择提供一个简单有效的参考手段。在阳极极化曲线上，如果不存在钝化区，即合金在该电解液中不能发生钝化现象，则合金在该电解液中不能进行微弧氧化放电行为；在阳极极化曲线上，如果存在钝化区，即合金在该电解液中能发生钝化现象，则合金在该电解液中能够进行微弧氧化放电行为；微弧氧化起弧电压的判定分两步进行：首先，合金在不同电解液中起弧电压的高低通过在相应电解液中的阳极极化曲线的钝化区间来判断。在阳极极化曲线上，钝化区间越宽，则在相应电解液中合金微弧氧化起弧放电电压越低；在可以进行微弧氧化起弧放电的电解液中，当合金阳极极化曲线上钝化区间宽度相近时，起弧电压的高低通过阳极极化曲线上钝化膜失稳前极化电流电流大小判断。阳极极化曲线上钝化膜层失稳前极化电流越小，则在相应电解液中合金微弧氧化起弧放电电压越低。本发明的方法中测试合金阳极极化曲线的条件相对于微弧氧化来说，是一个低压、低电流密度的过程，从而可以简化判断合金微弧氧化特性的过程，进而节约能源。

本发明可用于预测合金微弧氧化起弧特性。

附图说明

图1是试验一的步骤二中测得的阳极极化曲线，其中a为第一种为浓度为10g/L的硅酸钠水溶液中AZ31镁合金的阳极极化曲线，b为第二种为浓度为10g/L的磷酸钠水溶液中AZ31镁合金的阳极极化曲线；c为第三种为浓度为10g/L的氯化钾水溶液中AZ31镁合金的阳极极化曲线；d为第四种为浓度为10g/L钼酸钠水溶液中AZ31镁合金的阳极极化曲线；e为第五种为浓度为10g/L的磷酸二氢钠水溶液中AZ31镁合金的阳极极化曲线；