铝合金表面有色钛/锆转化膜的成膜机理及性能

华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2012, Vol. 40 ›› Issue (1): 101-106,124.

铝合金表面有色钛/锆转化膜的成膜机理及性能

易爱华李文芳^† 杜军穆松林刘宁华

华南理工大学材料科学与工程学院，广东广州 510640

收稿日期:2011-07-01 修回日期:2011-09-05 出版日期:2012-01-25 发布日期:2011-12-01
通信作者: 李文芳(1964-) ，男，教授，博士生导师，主要从事材料表面工程研究． E-mail: mewfl@sct.edu.cn E-mail:yiaihua92751@163.com
作者简介:易爱华(1980-) ，男，博士生，主要从事材料表面工程研究．
基金资助:
粤港关键领域重点突破专项基金资助项目( 2008Z012) ; 广东省重大科技专项基金资助项目( 2009A08025002)

Formation Mechanism and Properties of Colored Ti /Zr-Based Conversion Coating on Aluminum Alloy

Yi Ai-hua Li Wen-fang Du Jun Mu Song-lin Liu Ning-hua

School of Materials Science and Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China

Received:2011-07-01 Revised:2011-09-05 Online:2012-01-25 Published:2011-12-01
Contact: 李文芳(1964-) ，男，教授，博士生导师，主要从事材料表面工程研究． E-mail: mewfl@sct.edu.cn E-mail:yiaihua92751@163.com
About author:易爱华(1980-) ，男，博士生，主要从事材料表面工程研究．
Supported by:
粤港关键领域重点突破专项基金资助项目( 2008Z012) ; 广东省重大科技专项基金资助项目( 2009A08025002)

摘要/Abstract

摘要： 为了解决工业生产中钛/锆转化膜无色的问题，通过向含钛/锆的处理液中加入单宁酸及成膜促进剂，在铝合金表面制备了有色钛/锆转化膜．采用X 射线能谱仪、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪、X 射线衍射仪、X 射线光电子能谱仪和电化学工作站对转化膜的形成过程、形貌、组织结构、耐蚀性等进行了分析．结果表明: 在铝合金表面成功制备出了金黄色、耐蚀性优异的转化膜，其主要成分是Na₃AlF₆，其次是单宁酸水解产物的金属络合物以及少量Al₂O₃·3H₂O、TiO₂ 等; 膜的形成可分为Na₃AlF₆晶体成核、生长和金属络合物的沉积3 个阶段; 转化膜的腐蚀电流密度由基体的5. 894 μA/cm² 下降到0. 283 μA/cm²，耐蚀性明显提高．

关键词: 转化膜, 铝合金, 单宁酸, 成膜机理, 耐蚀性

Abstract:

In order to overcome the colorlessness of Ti /Zr conversion coatings applied in industry,a colored Ti /Zr conversion coating was prepared on the surface of aluminum alloy by adding tannic acid and film-forming accelerator in the treatment solution containing titanium and zirconium ions. Then,the growth process,morphology microstructure and corrosion resistance of the coating were characterized and analyzed by means of EDS,SEM,FT-IR,XRD,XPS and by using an electrochemical workstation. The results show that golden conversion coatings with strong corrosion resistance can be successfully prepared on the surface of aluminum alloy,that the coating mainly contains Na₃AlF₆,followed with the metal complexes of tannic acid hydrolysate and a small amount of Al₂O₃·3H₂O and TiO₂,that the formation of the golden coating undergoes a process consisting of nucleation,crystal growth and metal complex formation,and that the corrosion resistance of the coating greatly improves because there occurs a sharp decrease in corrosion current density from 5. 894 μA/cm² to 0. 283 μA/cm².

Key words: conversion coating, aluminum alloy, tannic acid, film formation mechanism, corrosion resistance

易爱华李文芳杜军穆松林刘宁华. 铝合金表面有色钛/锆转化膜的成膜机理及性能[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2012, 40(1): 101-106,124.

Yi Ai-hua Li Wen-fang Du Jun Mu Song-lin Liu Ning-hua. Formation Mechanism and Properties of Colored Ti /Zr-Based Conversion Coating on Aluminum Alloy[J]. Journal of South China University of Technology(Natural Science Edition), 2012, 40(1): 101-106,124.

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