铝合金阳极化膜上铈转化膜沉积的电化学研究.pdf

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1、2001年10月北京航空航天大学学报0ctober2001第27卷第5期JournaloBeijingUniversityoAeronauticsandAstronauticsVol.27No.5铝合金阳极化膜上铈转化膜沉积的电化学研究李国强李荻郭宝兰彭明霞（北京航空航天大学材料科学与工程系）摘要：阳极氧化膜在含1g/LCeCl3和2.7g/LH202的水溶液中阴极电解可以在其表面沉积富铈转化膜.用循环伏安、和"-!曲线等电化学测试方法对转化!-!膜成膜反应进行了研究，以期获得对成膜机理的深入了解和证实根据其它工作提出的成膜机理.研究结果表明铈转化膜的生成包括阳极氧化膜的化学

2、溶解和4价铈化合物的电化学还原两个过程；在阴极电位达到析氢电位之前，这两个过程主要是由H202在阴极的电还原改变了阴极表面附近溶液的局部pH值引起的，而02的还原通常不能引起这两个过程的发生.关键词：铝合金；阳极氧化；铈；转化膜；电化学反应中图分类号：TG178文献标识码：A文章编号：1001-596（52001）05-0495-04相互影响的过程开始发生，并最终导致胶态!问题的提出C（e0H）3在多孔阳极氧化膜上的沉积（反应式（3）和反应式（4））.铝合金稀土转化膜的研究始于80年代中［1］期.迄今为止，国内外铝合金稀土转化膜（主要--是铈转化膜）方面的研究已经取得了不少进

3、步.然H202+2e!20H（1）+-而，这些研究基本局限于用化学的方法在铝合金02+4H+4e!2H20（2）--基体上直接生成稀土转化膜，对通过电化学的方Al203+20H!2Al02+H20（3）2+--法形成稀土转化膜及其在铝合金阳极氧化中的应C（e0H）2+0H+2e!C（e0H）3（4）［2］用的研究却很少.这里，用循环伏安等电化学方法对铈转化膜在最近的研究工作中，在含1g/LCeCl和2.7的成膜反应进行了研究，以证实上面所描述的化3g/LH202的成膜溶液中，用阴极电解的方法在多学和电化学过程，获得对此种转化膜成膜机理的孔的阳极氧化膜上沉积了一层有黄色外观的铈

4、转深入了解.化膜.用X射线光电子能谱（XPS）、场发射扫描电"实验方法镜（FEM）、X射线衍射（XRD）、X射线能量色散谱（EDAX）等技术对此种铈转化膜的结构、组成等特"#!试样的准备［3］征进行了分析，并提出了一个可能的成膜机理.Ly12铝合金被切成10mmX10mmX2mm的根据这个机理，铈转化膜的成膜过程主要包括：1）小块试样，用环氧树脂封样，只留下一个1cm2的成膜溶液中H202和溶解02在阴极的电解还原实验面.用水砂纸打磨试样至1000目.依次进行除（主要是H202的还原）引起阴极表面附近溶液pH油、碱蚀、硝酸出光等一般的铝合金表面预处理工值的局部升高（反应式（1

5、）和反应式（2））；2）当阴序之后，试样于空气搅拌的180g/LH2S04中阳极2极表面附近溶液的局部pH值增加到大于8时，阳氧化，电流密度"和氧化时间!分别为1.5A/dm极氧化膜的化学溶解和4价铈盐的电还原这两个和30min，氧化在室温下进行.收稿日期：2000-01-26基金项目：国家自然科学基金资助项目（59771067）；航空基础科学基金资助项目（97H51077）作者简介：李国强（1971-），男，江西黎川人，博士生，100083，北京.498北京航空航天大学学报2001年低，则总!的增加是可以期望的.这个分析结果连02的还原通常不足以引起这两个过程的发生.［3］

6、同转化膜中铈主要以3价存在的实验事实说明铈转化膜的确是通过4价铈化合物的电化学还原参考文献形成的.［1］HintonBRW，ArnottDR，RyanNE.TheinhibitionofaIuminumcorrosionbyceriumcation［sJ］.MetaIsForum，1984，（74）：211~!结论217.［2］李国强，李荻.铝合金稀土转化膜的研究进展［J］.材料工阳极氧化膜在含1g/LCeCI3和2.7g/LH202程，1998，（8）：1~5.的水溶液中阴极电解时，铈转化膜的形成包括阳［3］李国强.铝合金稀土铈电化学转化膜的研究［D］.北京：北京极氧化膜的

7、化学溶解和成膜溶液中4价铈化合物科技大学材料学院，2000.的电化学还原两个过程.这两个过程的发生与阴［4］查全性.电极过程动力学导论［M］.北京：科学出版社，1987.极反应引起的电极表面附近液层pH值的升高程［5］DavenportAJ，IsaacsHS，KendigMW.XANESinvestigationof度有关.在成膜溶液中（电解液"）这两个过程主theroIeofceriumcompoundsascorrosioninhibitorsforaIuminum要由H202的还原引起，如果阴极不