【摘 要】
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位于车辆底盘的6061铝合金电池包在服役过程中面临电池升温、刮蹭、融雪剂腐蚀等问题,严重影响电池包寿命和电池组安全。为解决上述问题,本文利用仿真指导微弧氧化（MAO）工艺参数,分别制备了添加Si C、Si O2纳米颗粒的复合涂层和普通MAO涂层,研究不同涂层的宏观耐蚀性强弱,预测涂层的年腐蚀减薄量。借助微区电化学测试手段研究不同涂层遭刮蹭前后的局部电化学阻抗,明晰涂层刮蹭后的服役性能,基于上述研究
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位于车辆底盘的6061铝合金电池包在服役过程中面临电池升温、刮蹭、融雪剂腐蚀等问题,严重影响电池包寿命和电池组安全。为解决上述问题,本文利用仿真指导微弧氧化（MAO）工艺参数,分别制备了添加Si C、Si O2纳米颗粒的复合涂层和普通MAO涂层,研究不同涂层的宏观耐蚀性强弱,预测涂层的年腐蚀减薄量。借助微区电化学测试手段研究不同涂层遭刮蹭前后的局部电化学阻抗,明晰涂层刮蹭后的服役性能,基于上述研究建立腐蚀过程模型,探究涂层局部破坏后的腐蚀扩展机理。主要成果如下:（1）涂层制备参数优选与表征基于Nernst-Planck方程,利用COMSOL模拟MAO过程,指导涂层实验室制备;通过仿真优选出最佳的MAO制备时间为10 min并制备了MAO、Si O2/MAO和Si C/MAO三种涂层。其中Si C/MAO复合涂层的表面孔隙率最低且厚度最大;纳米Si C的添加具有一定的封孔作用,减少了MAO涂层中的微孔数量。（2）涂层宏观耐蚀性实验与年腐蚀量仿真预测宏观电化学实验结果表明Si C/MAO复合涂层的耐蚀性最强,最高可使MAO涂层的腐蚀电流密度降低80.4%,但所有被测样品的耐蚀性均随腐蚀温度的升高而降低,且腐蚀产物均为Al（OH）3。长周期腐蚀仿真结果显示样品边角的腐蚀电流密度与腐蚀厚度减薄量最大,但相比其他样品,Si C/MAO复合涂层的腐蚀电流密度最低,且仿真预测其腐蚀减薄速率最慢,为8.453 nm/a。（3）预制缺陷的Si C/MAO复合涂层局部腐蚀机理研究微区电化学实验结果表明纳米Si C的封孔作用使Si C/MAO复合涂层的局部阻抗值最高,可使MAO涂层的腐蚀扩展速度得到最大减缓。结合实验与表征分析,创新性地提出“空腔-断裂塌陷”模式的Si C/MAO复合涂层腐蚀机理模型,为电动汽车电池包表面微弧氧化复合涂层的局部腐蚀成因研究及制订相应的防腐蚀策略提供理论参考。
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