PDF《环保型电解质对溶液电导率的影响》

第21 卷第

4 期 中国有色金属学报

2011 年4月Vol.

21 No.4 The Chinese Journal of Nonferrous Metals Apr.

2011 文章编号:1004-0609(2011)04-0927-05 环保型电解质对溶液电导率的影响 张荣发 1,

2 ,廖爱娣

3 ,张淑芳 1,

2 ,李明杰

2 ,史兴梅

2 ,王海霞

2 ,贾志翔

2 ,王丽君

2 ,刘利伟

2 (1. 江西科技师范学院 江西省材料表面工程重点实验室,南昌 330013;

2. 江西科技师范学院 材料科学与工程学院,南昌 330013;

3. 江西科技师范学院 离退休人员工作办公室,南昌 330013) 摘要:在含硅酸钠的碱性基本溶液中,研究植酸(C6H18O24P6)浓度对溶液电导率的影响.采用四因素三水平正交 实验,研究环保型电解质如氢氧化钠(NaOH)、硅酸钠(Na2SiO3・9H2O)、硼酸(H3BO3)、钨酸钠(Na2WO4・2H2O)、铝 酸钠(NaAlO2)和碳酸钠(Na2CO3)对溶液电导率的影响规律.结果表明:随着植酸和硼酸浓度增加,溶液电导率减 小;

随着 NaOH、Na2SiO3・9H2O、Na2WO4・2H2O、Na2CO3 和NaAlO2 浓度增加,溶液电导率增大. 关键词:镁合金;

微弧氧化;

电解质;

电导率 中图分类号:TG146.2 文献标志码:A Influence of environmentally friendly electrolytes on solution conductivity ZHANG Rong-fa1,

2 , LIAO Ai-di3 , ZHANG Shu-fang1,

2 , LI Ming-jie2 , SHI Xing-mei2 , WANG Hai-xia2 , JIA Zhi-xiang2 , WANG Li-jun2 , LIU Li-wei2 (1. Jiangxi Key Laboratory of Surface Engineering, Jiangxi Science and Technology Normal University, Nanchang 330013, China;

2. College of Material Science and Engineering, Jiangxi Science and Technology Normal University, Nanchang 330013, China;

3. Office of Retirement, Jiangxi Science and Technology Normal University, Nanchang 330013, China) Abstract: In an alkaline basic solution containing sodium silicate, the influence of phytic acid (C6H18O24P6) concentration on the solution conductivity was studied. The influence regularities of environmentally friendly electrolytes, such as NaOH, Na2SiO3・9H2O, H3BO3, Na2WO4・2H2O, NaAlO2 and Na2CO3, on the solution conductivity were systematically studied by the orthogonal experiment with four factors and three levels. The results show that the solution conductivity decreases with the increase of phytic acid and boric acid, but increases with the increase of Na2SiO3・9H2O, NaOH, Na2WO4・2H2O, Na2CO3 and NaAlO2 concentrations. Key words: magnesium alloys;

micro arc oxidation;

electrolyte;

conductivity 镁是地球上储量最丰富的元素之一,可以说是取 之不尽,用之不竭[1] .镁合金由于密度小、比强度高、 导热导电性好,同时易于加工成型,成为现代汽车、 电子、 通讯等行业的首选材料[1?2] . 但镁合金耐蚀性和 耐磨性差,制约了其广泛应用.微弧氧化是在阳极氧 化基础上发展起来以改善镁合金表面性能的一种有效 方法,所用电解质组成和浓度决定溶液的电导率[3?5] . 环保型镁合金微弧氧化工艺使用的电解质绝大 基金项目:江西省教育厅资助科研项目(GJJ08363,GJJ09573) 收稿日期:2010-03-12;

修订日期:2010-08-12 通信作者:张荣发,教授,博士;

电话:0791-3831266;

E-mail: [email protected] 中国有色金属学报

2011 年4月928 部分为无机物,常用的有硅酸盐[3?8] 、硼酸盐[8?9] 、硼酸[9] 、铝酸盐[6] 、碳酸盐[7] 和钨酸盐[5, 8] 等.有机物较 少用作微弧氧化的电解质,已报道的有含羟基、磺酸 基、羧基和氨基等官能团的物质,如甘油[8] 和柠檬酸 盐[9] 等.这些有机物仅作为添加剂加入到溶液中,主 要组分还是无机物.植酸是从粮食等作物中提取的天 然无毒有机磷酸化合物,广泛应用于工、农、食品、 医药、日化和金属防腐等各个领域[10] .最近植酸作为 一种主要电解质已用于镁合金微弧氧化[11?12] ,并且氧 化膜耐蚀性优于硅酸钠氧化膜的[12] .溶液电导率是微 弧氧化时溶液体系的一个重要参量,与微弧氧化起弧 电压、陶瓷层生长速度、陶瓷层微观形貌以及陶瓷层 的耐蚀性有关[13] .在开发环保型微弧氧化工艺时,明 确各电解质对溶液电导率的影响规律并选择恰当的组 分非常重要.虽然已测量了少数电解质对溶液电导率 的影响[3?5, 11?12] , 但电解质改变溶液电导率的作用大小 未见系统研究.本文作者研究植酸浓度对溶液电导率 的影响, 并采用正交实验系统对比氢氧化钠、 硅酸钠、 硼酸、钨酸钠、铝酸钠和碳酸钠对溶液电导率的影响 规律.