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铝及其合金阳极氧化膜具有高硬度、高耐磨性、优良的着色性等特点,在日常生活、航空航天、电子材料以及国防工业等领域得到了广泛的应用。阳极氧化是提高铝及其合金耐蚀性能的一种非常有效的手段,通过阳极氧化方法获得的表面氧化膜所使用的工艺设备简单、投资少、不改变基体本身的性能和外形尺寸。铝及其合金阳极氧化电解液目前已基本固定,通过添加物来改善膜层的性能已成为当前研究和开发的重点。本课题以硫酸为基础电解液,6063铝合金为基材,采用单脉冲电源电解的方式,将La3+离子和Ce3+离子复合到氧化膜中,并研究对比稀土改性氧化膜与普通氧化膜的硬度、耐蚀性、表面形貌、微观结构及成分等。在获得最优改性氧化膜的基础上对氧化膜进行CeCl3封孔、沸水封孔、高浓度K2Cr2O7封孔、低浓度K2Cr2O7封孔、Ni2+封孔和Ni2+-Co2+封孔等,且对比各封孔方式的耐蚀性能、表面微观形貌及成分等。选取硫酸浓度、电压、时间、丙三醇浓度、草酸浓度等因素进行五因素四水平正交试验,以氧化膜层在室温3.5%NaCl溶液中的Tafel腐蚀电位作为评判标准,确定基于正交试验所选择的因素水平条件下获得耐蚀性良好的氧化膜最佳工艺参数为:硫酸108ml/L;丙三醇8ml/L;草酸12g/L;电压12V;时间1.5h。并在此参数基础上,通过向电解液中添加稀土元素对氧化膜进行改性,确定添加0.5g/L CeCl3+0.5g/L LaCl3时稀土改性氧化膜耐蚀性最好,其磷-铬酸腐蚀失重为214mg/dm2,为普通氧化膜1/5;表面维氏硬度为6063铝合金基体2倍;自腐蚀电位-0.8134V,极限极化电流密度2.4×10-7A/cm2;从扫描电镜(SEM)图像中可以看出改性膜层表面平整,膜孔直径细小,平均孔径为3nm,组织均匀、致密;同时根据电镜自带能谱仪(EDS)分析表明稀土改性膜层中不存在稀土元素。对稀土复合改性阳极氧化膜进行多种封孔处理,检测表明成分为CeCl3·7H2O3g/L、 H3BO30.5g/L、H2O20.3ml/L封孔液封孔处理的封孔膜耐蚀性优良,其磷-铬酸失重为28.4mg/dm2;自腐蚀电位升高至-0.5134V,极限极化电流密度降低至8.85×10-8A/cm2;从扫描电镜(SEM)图像中可以看出封孔膜呈颗粒状,表面平整,其化学性能稳定,抗蚀性好;根据电镜自带能谱仪(EDS)分析封孔膜成分,铈质量分数为54.2%,原子数为19%。本课题说明在电解液中添加稀土元素能有效提高铝阳极氧化膜的耐蚀性能,铈盐封孔法为一种环保、能耗小、操作简单、效果显著的绿色封孔方式。