微弧氧化法Q235鋼表面陶瓷膜的制備.pdf

1、本文通過微弧氧化（MAO）方法，分別利用硅酸鹽和鋁酸鹽兩種電解液體系在Q235鋼基體表面原位生長出一層陶瓷膜，系統(tǒng)研究了陶瓷膜的相組成、表面形貌和截面形貌、表層元素含量和陶瓷膜元素分布；在制備陶瓷膜的基礎上，進行了二氧化鈦的摻雜，即制備出了含鈦氧化物的復合陶瓷膜，并系統(tǒng)研究了電解液組成和各工藝參數(shù)對復合陶瓷膜的影響，初步分析了陶瓷膜的生長過程。
　　利用X射線衍射儀（XRD）研究陶瓷膜的相組成，利用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察陶瓷

2、膜的表面和截面形貌，利用能譜儀（EDS）檢測陶瓷膜表層的元素含量和陶瓷膜元素分布，利用抗熱震實驗評價陶瓷膜的結合強度。
　　研究表明，Q235鋼基體在硅酸鹽體系中制備的陶瓷膜主要由鐵和硅元素所組成，XRD分析表明陶瓷膜中無晶相物質；陶瓷膜表面呈現(xiàn)出大量且粗糙的圓形堆積物，具有明顯的燒結熔融痕跡，殘留些類似火山噴發(fā)的小孔；陶瓷膜從內到外，硅元素減少，而鐵元素增加；當Na2SiO3·9H2O為0.05mol/L，NaH2PO2·H2O

3、為2g/L，峰值電流密度為13A/cm2，電源頻率為2000Hz，反應時間為10min時，微弧氧化制備的陶瓷膜外觀較為均勻致密，抗熱震性能較好。Q235鋼基體在鋁酸鹽體系中，制備出的陶瓷膜主晶相為FeAl2O4，同時還含有非晶態(tài)的鐵氧化物，表面形貌較硅酸鹽體系制備的陶瓷膜致密且均勻；陶瓷膜從內到外，鋁元素的變化趨勢在減少，而鐵元素在增加；當NaAlO2為8g/L，NaH2PO2·H2O為1g/L，峰值電流密度為13A/cm2，電源頻率為

4、2000Hz，反應時間為18min時，陶瓷膜較為均勻，但是抗熱震性能不如硅酸鹽體系制備的陶瓷膜。
　　分別在上述兩種電解液體系中，加入粉體二氧化鈦，制備出了含鈦氧化物的復合陶瓷膜。硅酸鹽體系制備出的復合陶瓷膜晶相由A-TiO2和R-TiO2混合組成，而鋁酸鹽制備出的復合陶瓷膜的主晶相為A-TiO2，兩種體系制備的復合陶瓷膜均含有大量的非晶態(tài)的鐵氧化物。隨著二氧化鈦加入量的提高，陶瓷膜中的鈦元素含量增加顯著；而工藝條件對鈦元素含量的