题目：铝合金表面电泳沉积溶胶凝胶膜的研究

本研究在铝合金表面利用电泳沉积技术制备了耐蚀性溶胶凝胶杂化涂层，主要研究了醇水基硅锆溶胶凝胶杂化膜层的制备工艺，以及电泳沉积条件对杂化涂层结构及性能的影响。此外，在醇水基溶胶体系中添加氨丙基硅烷APS对硅锆溶胶粒子进行改性，旨在提高溶胶粒子表面正电荷，增加杂化涂层厚度，进而改善其耐蚀性能。在此基础上，通过比较不同添加浓度的溶胶体系稳定性及杂化涂层耐蚀性能，得到最优添加浓度。借助粒度分析仪测试溶胶体系的稳定性，采用扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）观察溶胶凝胶膜层的微观形貌和表面粗糙度，使用傅里叶红外分析仪检测杂化涂层的化学组成，通过研究膜层试样的电化学行为和点滴实验来评估其耐蚀性能。分析不同前躯体配比及浓度、体系酸碱度以及电泳沉积条件对涂层工艺的影响。研究获得了醇水基硅锆溶胶凝胶杂化涂层的优化工艺：配制的溶胶体系中硅烷浓度与溶剂的体积比为0.4，前躯体比为3:1，保持溶胶体系的pH值为1.6左右，阴极沉积电压为5V，电泳沉积时间为10min。这种溶胶凝胶硅锆杂化涂层对铝合金的腐蚀防护性能具有一定的提高，不过这种防护机制只有在溶胶凝胶膜层完好无损时才成立。当溶胶凝胶膜层局部破坏，出现少量缺陷时，这种膜层体系则不能为裸露区域提供保护。在醇水基硅锆溶胶凝胶体系中添加氨基硅烷APS对溶胶凝胶粒子进行改性，添加浓度为15%摩尔比时，改性溶胶体系具有很好的稳定性，改性涂层的均一致密、在基体表面的附着性最好，涂层的耐蚀性能最佳。探讨了电泳沉积制备的溶胶凝胶杂化涂层的耐腐蚀机理，发现电泳沉积技术更大程度地提高了膜层的完整性和致密性。氨基硅烷对溶胶凝胶体系改性后，胶体粒子表面正电荷显著增加，粒子在阴极金属基体表面的沉积量明显增加，同时提高了膜层的厚度与聚合物网络的交联度，进而提高其耐蚀性能。