・２２・ Ｎｏｖ．２０１３ Ｅｌｅｃｔｒ０ｐｌａｔｉｎｇ＆Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＶＯ１３３ ＮＯ．６ ．２００４：Ｉ９８ ２３ ７． ３ 结论 （１）通过正交试验，对环保型柠檬酸钝化工艺 进行了优选。得到的最佳钝化工艺配方为：柠檬酸 ３ ，双氧水５ ，无水乙醇２．５ ｍｉｎ，温度６０℃。 Ｅ２］ 王成，江峰，王福会．３０４不锈钢在盐及硫酸溶液中的钝化 ［Ｊ］．腐蚀科学与防护技术，２００３，１５（６）：３３４—３３６． ｉｆ３］ 马李洋，丁毅，马立群，等．３１ ６１ 不锈钢柠檬酸钝化工艺及其耐 点蚀性能研究ＥＪ］．表面技术，２００７，３６（２）：３９ ４１． ，钝化时间４０ Ｅ４３ 徐珊．奥氏体不锈钢点蚀行为的研究［Ｄ］．南昌：南昌航空大 学，２０１０． 收稿日期：２Ｏｌ２ ０５ ０８ （２）经过最佳工艺钝化的不锈钢的耐点蚀性比 未进行钝化处理的提高了１倍左右。 参考文献 ［１］陈天玉．不锈钢表面处理技术［Ｍ］．北京：化学工业Ｈ１版社 ・阳极氧化・ 铝合金阳极氧化膜性能的研究 Ａ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ａｎｏｄｉｃ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ Ｆｉｌｍ ｏｆ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｌｌｏｙ 孟祥凤， 葛洪良， 卫国英， 余云丹， 曹 颖 （中国计量学院材料科学与工程学院，浙江杭州３１００１８） ＭＥＮＧ Ｘｉａｎｇ—ｆｅｎｇ， ＧＥ Ｈｏｎｇ—ｌｉａｎｇ， ＷＥＩ Ｇｕｏ－ｙｉｎｇ， ＹＵ Ｙｕｎ—ｄａｎ， ＣＡＯ Ｙｉｎｇ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ Ｊｉｌｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００１８，Ｃｈｉｎａ） 摘要： 研究了２ ０２４铝合金在硫酸溶液中经不同氧化电压阳极氧化处理后的表面形貌、组织结构、硬度和耐蚀性。结果表 明：铝合金经不同氧化电压阳极氧化处理后，其表面上存在纳米级的孔洞；随着氧化电压的增大，孔径逐渐增大，膜厚增加；阳 极氧化膜的硬度在氧化电压为２Ｏ Ｖ时最大；氧化电压对阳极氧化膜耐蚀性的影响很大，在氧化电压为５ Ｖ时，阳极氧化膜的 耐蚀性最强，自腐蚀电位为一１．１ Ｖ。 关键词： 铝合金；阳极氧化；表面形貌；硬度；耐蚀性 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ，ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｈａｒｄｎｅｓｓ ａｎｄ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ２ ０２４ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ａｎｏｄｉｚｅｄ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｖｏｌｔａｇｅｓ ｉｎ ｓｕｌｆｕｒｉｃ ａｃｉｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅｒｅ ｅｘｉｓｔ ｎａｎｏｍｅｔｅｒ ｓｉｚｅｄ ｐｏｒｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ａｎｏｄｉｚｅｄ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｖｏｈａｇｅｓ；ｔｈｅ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｒｅｓ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｆｉｌｍ ｂｅｃｏｍｅｓ ｔｈｉｃｋｅｒ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ａｎｏｄｉｃ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｖｏｌｔａｇｅ；ｗｈｅｎ ｔｈｅ ａｎｏｄｉｃ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｖｏｌｔａｇｅ ｉｓ ２０ Ｖ，ｔｈｅ ｈａｒｄｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｆｉｌｍ ｒｅａｃｈｅｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ；ａｎｏｄｉｃ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｖｏｌｔａｇｅ ｈａｓ ａ ｇｒｅａｔ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ａｎｏｄｉｃ ｏｘｉｄｅ ｆｉｌｍ， ｗｈｅｎ ｔｈｅ ａｎｏｄｉｃ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｖｏｌｔａｇｅ ｉｓ ５ Ｖ，ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｌｍ ｒｅａｃｈｅｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｐｏｉｎｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｅｌｆ—ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｉｓ—１．１ Ｖ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ；ａｎｏｄｉｚａｔｉｏｎ；ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ；ｈａｒｄｎｅｓｓ；ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ 中图分类号：ＴＧ】７４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００ ４７４２（２Ｏｌ３）０６—００２２－０３ 一 。０ 前言 为满足现代生活和工业的需求，对铝合金进行 表面处理成为扩大其应用范围的关键。目前孔径在 １０～３００ ｎｒｎ之间的多孔材料被运用到各个领域中， 阳极氧化制备铝合金多孑Ｌ膜通常是在电解液 中进行，可采用硫酸、草酸或磷酸等电解液。本文以 ２ ０２４铝合金为基体，以硫酸为电解液，氧化电压控 制在５～２２ Ｖ之间，制备阳极氧化膜。并且研究了 其表面形貌和性能的变化。 铝合金阳极氧化已经成为制备这种材料的方法之 基金项目：国际科技合作项口（２０１ＩＤＦＡ５２４００）；国家自然科学基金（２１Ｉ ７１１５５￣２０９７１１１６） Ｅｌｅｃｔｒ０ｐｌａｔｉｎｇ＆Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ 和Ａ１的原子分数分别为５９．１３ 和２７．６３ 。 ４０ ０００ ５ Ｖ时，阳极氧化膜的耐蚀性最强，自腐蚀电压为 １．１ Ｖ左有；在１４～２０ Ｖ之间，随着氧化电压的 ＼ ３６ ０００ ３２ ０００ ２８ ０００ 增大，阳极氧化膜的耐蚀性增强；但当氧化电压为 ２４ ０００ ２０ ０００ ｌ６ ０００ １２ ０００ ２２ Ｖ时，阳极氧化膜的耐蚀性反而下降。当氧化电 压为２２ Ｖ时，阳极氧化膜的厚度降至１１．３ ｍ，且 ㈣ 瑚 咖 咖８ ０００ ４ ０００ Ｏ 图３铝合金阳极氧化后的能谱图 表１ 铝合金阳极氧化处理后的成分分析 ２．２ 阳极氧化膜的硬度和耐蚀性 图４为氧化电压对阳极氧化膜硬度的影响。由 图４可知：随着氧化电压的增大，阳极氧化膜的硬度 先增加后降低；当氧化电压为２Ｏ Ｖ时，阳极氧化膜 的硬度最大，为１ ６００ ＭＰａ。一方面，随着氧化电压 的增大，阳极氧化膜的厚度增加，硬度随之增加。另 一方面，在氧化电压增大的同时，阳极氧化膜的孑Ｌ洞 尺寸也将增大，硬度随之降低。因此，硬度随氧化电 压的变化规律由上述两个相互矛盾的影响因素共同 决定。起初，膜厚对阳极氧化膜的硬度起主要作用， 硬度随膜厚的增加而增大；当氧化电压超过２２ Ｖ 后，孔洞尺寸对阳极氧化膜的硬度起主要作用，因而 随着氧化电压的继续增大，硬度将下降。 ４ Ｉ２ Ｉ６ ＺＵ ２４ 氧化电压／ｖ 图４ 氧化电压对阳极氧化膜硬度的影响 图５为不同氧化电压下所得阳极氧化膜的极化 曲线。由图５可知：所有曲线的自腐蚀电流密度大 致相同，但自腐蚀电压有所不同。当氧化电压为 此时膜层的孔径较大，腐蚀性离子向孔底扩散较为 容易，故其耐蚀性会有所降低 。 图５ 不同氧化电压下所得阳极氧化膜的极化曲线 ３ 结论 （１）在只改变氧化电压的情况下，随着氧化电 压的增大，阳极氧化膜的孔径逐渐增大。膜厚在２０ Ｖ之前逐渐增大，但当氧化电压超过２０ Ｖ时，膜厚 又减小，故在２Ｏ Ｖ时膜厚达到最大值（为２１．５ “ｍ）。阳极氧化膜的硬度随氧化电压的增大先增大 后减小，在２０ Ｖ时达到最大值（为ｌ ６００ ＭＰａ）。 （２）随着氧化电压的增大，阳极氧化膜的耐蚀 性增强；但当氧化电压超过２０ Ｖ时，阳极氧化膜的 耐蚀性反而降低。当氧化电压为５ Ｖ时，阳极氧化 膜的耐蚀性最好，但此时其硬度和膜厚都太小。综 合考虑，２０ Ｖ为氧化电压的最佳值。 参考文献： ［１］ Ｋ（）ＰＰ ０，ＬＥＬＯＮＥＫ Ｍ，ＫＮ（）ＬＬ Ｍ．Ｉｎｔｅｒｐｏｒｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｄｕｒｉｎｇ ａｎｏｄｉｃ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｕｒｖｅｄ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｓｕｒｆａｃｅｓ［Ｊ］． Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｉｍｉｃａ Ａｃｔａ，２０１ｌ，５６（２４）：８ ８６８－８ ８７２． ［２］ 马全宝，张正富，陈庆华，等．多孔型铝阳极氧化膜（ＡＡ（））的形 貌及相结构分析［Ｊ］．昆明理工大学学报：理工版，２００３，２８（５）： ５２ ５５． ［３］ 裴玉汝，梅天庆，鱼光楠．铝镀层阳极氧化膜的制备［Ｊ］．腐蚀与 防护，２Ｏ１１，２３（¨）：８８４ ８８７． ［４］王海潮，彭乔，王啸宇，等．电化学法研究铝阳极氧化膜的抗腐 蚀性［Ｊ］．腐蚀与防护，２００６，２７（８）：３９１ ３９３． 收稿日期：２ＯＩ ２ １Ｏ—ｌ４
