第8期 刘晶等：小电流镀铜对阳极氧化A☑31镁合金耐蚀性的影响 .899 0.68%;Mg,余量.试样尺寸为20mmX10mm× PSs168B电化学工作站，先静置5min,待开路电位 3mm,镁合金试样经水砂纸逐级打磨至1200*，然 稳定后开始测量.电位的扫描速度为1.0mVs1, 后用超声波酒精清洗并吹干后备用， 电化学测试的介质为质量分数为3.5%的NaC1溶 镁合金的处理步骤为：预处理→蒸馏水水洗→ 液，pH=7.0. 阳极氧化→蒸馏水水洗→小电流电镀铜→蒸馏水水 采用SEM、EDS、XRD等对小电流沉积铜前后 洗.预处理的条件为：在60℃的50gL-1Na0H和 阳极氧化膜的表面形貌、厚度、成分、结构和相组成 10gL-1Na3P04溶液中处理15min.阳极氧化的 进行分析 条件为：在3molL-1K0H、0.21molL-1Na3P04· 12H0、0.6molL-1KF.2H0和0.15molL-1 2实验结果 A1(NO3)39H2O溶液中进行，阳极氧化初始采用恒 2.1表面形貌和成分分析 电流5mAcm2,至电压为80V后，保持电压不变， 图1为A☑31镁合金阳极氧化膜在镀铜液中阴 室温下阳极氧化30min,小电流电镀铜的条件为： 极小电流处理前后的SEM表面形貌，可以看出，镁 在350gLK4P2073H20、20gLNH4N03和 合金的阳极氧化膜具有多孔结构，且孔径不规则， 90gL-1Cu(S04)25H0,pH=9的溶液中，室温下 这种特征可能与在碱性溶液中镁合金阳极氧化膜形 采用电流密度0.025~1.25mAcm2,电镀时间 成过程与火花放电直接相关，在本研究中也观察到 30~120s. 了阳极氧化过程中的火花放电现象，在镀铜液中阴 极小电流处理后氧化膜表面仍为多孔状，但从扫描 极化曲线测试采用标准三电极体系，阳极氧化 后的镁合金为工作电极，大面积铂片为辅助电极，饱 电镜照片中可以观察到在氧化膜表面形成了少量的 小圆球 和甘汞电极(SCE)为参比电极，电化学测试采用 a 图1阳极氧化A231镁合金在镀铜液中阴极处理前后的表面形貌.(a)阴极处理前；(b)阴极处理后 FigI Surface morphology of the anodic film of AZ31 magnesium alloy:(a)anodic film:(b)after electro deposition of copper (0.25mAcm2, 2min) 图2为镁合金阳极氧化膜在镀铜液中阴极小电 流处理后的表面形貌和EDS能谱分析的结果，从 15001 1000 500 AIP Cu 1500 Mg 1000 (c) Al 500 OF Cu Cu 10m E/keV 图2阳极氧化AZ31镁合金在镀铜液中阴极处理后表面能谱的分析结果.(a)能谱分析的位置；(b)图(a)中1点小球的能谱：(c)图(a)中 区域2的能谱 Fig.2 Energy spectra of the anodic film of AZ31 magnesium alloy after electro-deposition of copper (0.25mAcm 2min):(a)analysis loca- tion:(b)the result of point 1:(c)the result of area 20∙68％；Mg‚余量．试样尺寸为20mm×10mm× 3mm．镁合金试样经水砂纸逐级打磨至1200＃‚然 后用超声波酒精清洗并吹干后备用． 镁合金的处理步骤为：预处理→蒸馏水水洗→ 阳极氧化→蒸馏水水洗→小电流电镀铜→蒸馏水水 洗．预处理的条件为：在60℃的50g·L —1 NaOH 和 10g·L —1 Na3PO4 溶液中处理15min．阳极氧化的 条件为：在3mol·L —1 KOH、0∙21mol·L —1 Na3PO4· 12H2O、0∙6mol·L —1 KF·2H2O 和0∙15mol·L —1 Al（NO3）3·9H2O溶液中进行‚阳极氧化初始采用恒 电流5mA·cm —2‚至电压为80V 后‚保持电压不变‚ 室温下阳极氧化30min．小电流电镀铜的条件为： 在350g·L —1 K4P2O7·3H2O、20g·L —1 NH4NO3 和 90g·L —1Cu（SO4）2·5H2O‚pH＝9的溶液中‚室温下 采用电流密度0∙025～1∙25mA·cm —2‚电镀时间 30～120s． 极化曲线测试采用标准三电极体系．阳极氧化 后的镁合金为工作电极‚大面积铂片为辅助电极‚饱 和甘汞电极（SCE）为参比电极．电化学测试采用 PS168—B 电化学工作站．先静置5min‚待开路电位 稳定后开始测量．电位的扫描速度为1∙0mV·s —1‚ 电化学测试的介质为质量分数为3∙5％的 NaCl 溶 液‚pH＝7∙0． 采用 SEM、EDS、XRD 等对小电流沉积铜前后 阳极氧化膜的表面形貌、厚度、成分、结构和相组成 进行分析． 2 实验结果 2∙1 表面形貌和成分分析 图1为 AZ31镁合金阳极氧化膜在镀铜液中阴 极小电流处理前后的 SEM 表面形貌．可以看出‚镁 合金的阳极氧化膜具有多孔结构‚且孔径不规则． 这种特征可能与在碱性溶液中镁合金阳极氧化膜形 成过程与火花放电直接相关‚在本研究中也观察到 了阳极氧化过程中的火花放电现象．在镀铜液中阴 极小电流处理后氧化膜表面仍为多孔状‚但从扫描 电镜照片中可以观察到在氧化膜表面形成了少量的 小圆球． 图1 阳极氧化 AZ31镁合金在镀铜液中阴极处理前后的表面形貌．（a） 阴极处理前；（b） 阴极处理后 Fig．1 Surface morphology of the anodic film of AZ31magnesium alloy：（a） anodic film；（b） after electro-deposition of copper （0∙25mA·cm —2‚ 2min） 图2为镁合金阳极氧化膜在镀铜液中阴极小电 流处理后的表面形貌和 EDS 能谱分析的结果．从 图2 阳极氧化 AZ31镁合金在镀铜液中阴极处理后表面能谱的分析结果．（a） 能谱分析的位置；（b） 图（a）中1点小球的能谱；（c） 图（a）中 区域2的能谱 Fig．2 Energy spectra of the anodic film of AZ31magnesium alloy after electro-deposition of copper （0∙25mA·cm —2‚2min）：（a） analysis loca￾tion；（b） the result of point 1；（c） the result of area2 第8期 刘 晶等： 小电流镀铜对阳极氧化 AZ31镁合金耐蚀性的影响 ·899·