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研究生:謝祐誠
研究生(外文):Yu-Cheng Hsieh
論文名稱:AZ61鎂合金微弧氧化/陽極丙烯酸電泳塗裝複合處理之參數優化研究
論文名稱(外文):Parameter optimization of duplex treatment of MAO coatings and anodic acrylic electrophoretic deposition on AZ61 substrate
指導教授:楊木榮楊木榮引用關係
指導教授(外文):Mu-Rong Yang
口試委員:楊木榮
口試委員(外文):Mu-Rong Yang
口試日期:2015-06-29
學位類別:碩士
校院名稱:大同大學
系所名稱:材料工程學系(所)
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2015
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:57
中文關鍵詞:實驗設計微弧氧化後處理電泳塗裝微弧氧化
外文關鍵詞:Micro-arc oxidation post treatmentE-coatingMicro-arc oxidation(MAO)Design of experiment(DOE)
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鎂合金為結構合金中最輕之合金,其具高導熱性、優良的電磁遮蔽性質、良好的吸震性、易加工等優異性能,然而,鎂本身極大的化學活潑性,導致其在一般環境中易產生腐蝕,在運用上遭受很大的限制。為解決此問題,許多研究提出各式方法改進鎂合金的耐蝕性。微弧氧化是一種快速在輕金屬合金表面生成陶瓷氧化層之表面處理技術,氧化膜可提供工件保護性,生成的陶瓷層表面存有些許孔洞,使得工件表面的耐蝕性不足,而且容易弄髒,為進一步提升耐蝕性和抗汙性,本實驗將在AZ61 微弧氧化表面進行電泳塗裝,採用自行合成的陽極丙烯酸電泳漆,利用部分因子實驗設計及陡升法優化塗裝參數,對膜層進行極化曲線、SEM、鹽霧試驗等檢測。實驗結果顯示電泳工作液固成分、工作電壓、MAO 處理時間及AIBN 使用量均為影響電泳塗層厚度之重要因子。
Magnesium alloys are lightest in structural alloys, which have many excellent
properties, such as high thermal conductivity, good electromagnetic shielding
characteristics, high damping characteristics and good machinability. However,
magnesium exhibits high chemical activity, leading to easily corrosion limited its application. There are many methods proposed to solve this problem. Micro-arc
oxidation (MAO) is a kind of surface treatment, growing a ceramic oxide coating on light metals, such as Mg, Al, and Ti, in short time. The MAO coating consists
condensed and porous layer. The porous layer is often vulnerable to corrosion attack due to some defects. To avert this problem and further enhance the corrosion resistance, anodic arcylic electrophoretic paint coating is employed on AZ61 MAO substrate by electrophoretic deposition. The fractional factorial design and path of steepest ascent study are used to optimize the electrophoretic deposition parameter. Coating was characterized by polarization curves, SEM and salt spray treatment. According to the result, factors influence the thickness of anodic arcylic electrophoretic paint coating are solid content, voltage, MAO treatment time and AIBN concentration in resin.
摘要 I
Abstract II
圖目錄 VI
表目錄 VIII
第一章導論 1
1-1 研究動機 1
1-2 研究目的 1
第二章文獻回顧 3
2-1 鎂及鎂合金簡介 3
2-2 鎂合金的特性 3
2-3 鎂合金表面處理技術 4
2-4 微弧氧化處理技術 6
2-4-1 微弧氧化原理 6
2-4-2 影響微弧氧化膜層之因素 7
2-5 微弧氧化後處理 9
2-6 電泳塗裝技術 10
2-6-1 電泳塗裝原理 10
2-6-2 塗膜生長動力學 11
2-6-3 電泳塗料 12
2-6-4 樹脂之合成 16
2-6-5 影響電泳塗裝之因素 18
第三章實驗步驟 20
3-1 實驗流程 20
3-2 陽極電泳漆製備 20
3-2-1 實驗藥品 20
3-2-2 實驗儀器 21
3-2-3 丙烯酸樹脂合成 21
3-3 試片製備 22
3-3-1 微弧氧化步驟 22
3-3-2 電泳塗裝步驟 23
3-4 利用實驗設計法得出最佳塗膜厚度製程參數 24
3-4-1 部分因子實驗設計法(Fractional Factorial Design, FFD) 24
3-4-2 最陡上升法(Method of steepest ascent) 25
3-5 電泳漆及塗層檢測 27
3-5-1 電泳漆分析 27
3-5-2 膜層分析 28
第四章結果與討論 32
4-1 丙烯酸電泳漆分析 32
4-1-1 丙烯酸樹脂合成 32
4-1-2 紅外光譜分析 33
4-1-3 分子量測定 34
4-2 微弧氧化膜層分析 35
4-2-1 表面形貌 35
4-2-2 極化曲線圖 36
4-3 電泳塗裝參數對電泳塗層膜厚之影響 37
4-3-1 Fractional factorial design (FFD) 37
4-3-2 陡升法 44
4-4 電泳塗裝後處理之塗層分析 46
4-4-1 電泳塗裝之電流與時間關係圖 46
4-4-2 紅外光譜分析 48
4-4-3 剖面微觀分析 49
4-4-4 塗膜附著力檢測 50
4-4-5 水接觸角檢測 50
4-4-6 極化曲線 51
4-4-7 電化學阻抗頻譜圖 52
4-4-8 鹽霧試驗 53
第五章結論 55
參考文獻 56
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